『USB3.0Cypress』USB原理(2)相关概念_usb3.0中继芯片

作者：Monodyee | 2024-05-31 23:21:07

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usb3.0中继芯片

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文章目录

前言
1.拓扑结构
2.接口类型
3.电气标准
4.USB class
6.USB相关概念
7.传送门

前言

Universal Serial Bus（通用串行总线），是一种快速、灵活的总线接口。它是为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间的矛盾而制定的一种串行通信标准。上一篇文章介绍了USB的发展情况,本节作为将作为一个常识性的梳理和总结，认识、了解USB。

1.拓扑结构

USB的物理拓扑指的是USB总线的实际物理设备连接关系。主机端提供USB根集线器，USB根集线器可外接USB外设，也可以外接USB的集线器HUB，用于拓展USB端点接口，拓展的USB集线器上的端口也可以外接USB设备。使用这种方式可实现USB设备的层层拓扑连接。不过这种拓扑关系最大的深度为7。每条usb总线上最多可以接127个设备。
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一个USB集线器（HUB)的物理构如下，可以看到，一个USB集线器是将一个USB连接端点拓展成多个USB端点的设备。USB的逻辑拓扑结构是站在USB主机的角度来讲，所以的连接到该USB总线上的USB设备具有同等的地位关系。主机对外接的USB设备的寻址访问使用相同的方式，只是有的设备需要USB集线器中继访问，有些USB设备是直接访问。
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2.接口类型

在介绍插头和插座之前，先多解释一下，基本的叫法。插头，plug，对应的也叫公口；插座，receptacle，对应也叫做母口。USB的接口类型，根据接口形状不同，主要可以分为三大类：

TYPE类型：普通的硬件直接叫做Type
Mini类型：小型版本的叫Mini迷你的
Micro类型：更加小的，叫做Micro微小的
TYPE类型常见于PC机，按其接口形状的不同又分为三大类。分别为Type A,Type B,Type C三种类型，其中TypeC现在是主流，未来一定是一枝独秀，因为从USB3.2开始，包括雷电3都已经只支持TypeC，现如今的苹果也统一成了Type-C接口。USB-IF在2019年9月3日发布的USB4标准更是宣布，将只支持Type-C接口。生活中的USB设备种类很多，随处可见各种USB接口类型。USB接口类型朝着小型化，高速化的方向发展。Mini型的接口已不多见，而TpyeA之所以被淘汰的原因的是不支持盲插，永远插不对，未来Type-C将一统天下。

3.电气标准

USB3.0接口标准，九根引脚,其颜色与含义如下图所示
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4.USB class

除了USB接口外，目前已存在的接口，例如spi,uart,i2c,rs485等，还是很多的，而且各种接口实际上从硬件上也是形状各异，互相也都有自己的应用领域，而且无法兼容。在USB出现之前，各种接口太多，而且都不太容易使用，互相之间的兼容性也较差，因此，USB的出现是必然。
USB协议设计的目的，就是上一段所提到的，用单一的USB接口，取代之前种类繁多的各种其他接口。而为了取代其他各种接口，那意味着就要实现，或者是支持，之前别的接口，所对应的各种功能。因此，USB协议设计的时候，就是要把鼠标，键盘，大容量存储，图像等，这些之前是通过其他接口所实现的，各种的功能，都囊括进来。并且在协议中有对应的规范定义，支持这些功能。因此，才有了如此多的各种USB的Class，即分类，根据功能而分出的各种类别。不同的Class分类，用于实现对应的功能，适用于相应的设备。所谓适用，指的是主机根据不同的设备匹配不同的驱动程序。下表为USB的分类，具体是由设备描述符表征的，在描述符部分细说，此处作为了解。
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6.USB相关概念

USB OTG
USB OTG是USB On-The-Go的缩写，是近年发展起来的技术，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的联接，进行数据交换，特别是PAD、移动电话、消费类设备。On-The-Go，即OTG技术就是实现在没有Host的情况下，实现设备间的数据传送。例如数码相机直接连接到打印机上，通过OTG技术，连接两台设备间的USB口，将拍出的相片立即打印出来。
USB PD
USB PD（USB Power Delivery，功率传输协议），是基于USB3.2 Gen2后提出的功率传输概念，可以将充电能力扩大为10倍：最高可达100瓦。是一种快速充电的协议。如今各大厂商推出了自己的快充技术，但是相互之间并不互通，不能相互支持，它的出现就是想打造一种通用的快速充电方案。
UVC
UVC全称为USB Video Class，即：USB视频类，是一种为USB视频捕获设备定义的协议标准。是Microsoft与另外几家设备厂商联合推出的为USB视频捕获设备定义的协议标准，已成为USB org标准之一。专门定义这样的协议，有很多好处，例如现在的高版本的windows和linux均已支持UVC设备，无需驱动设备即可获得支持。另外，USB 在 Video这块也成为一项标准了之后，硬件在各个程序之间彼此运行会更加顺利。

7.传送门

END

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