USB接口技术研究与硬件电路设计原理

USB接口研究与硬件电路设计 USB接口是一种快速的、双向的、同步传输的廉价的并可以进行热拔插的串行接口。它可以连接多个不同的设备，而过去的串口和并口只能接一个设备。速度快是USB技术的突出特点之一。全速USB接口的最高传输率可达12Mb/s，比串口快了整整100倍，而执行USB2.0标准的高速USB接口速率更是达到了480Mb/s。这使得高分辨率、真彩色的大容量图象的实时传送成为可能。 USB接口支持多个不同设备的串列连接，一个USB接口理论上可以连接127个USB设备。连接方式也十分灵活，既可以使用串行连接，也可以使用集线器（Hub）把多个设备连接在一起，再同PC机的USB接口相接。普通的使用串口、并口的设备都需要单独的供电系统，而USB设备则不需要。正是由于USB的这些特点，使其获得了广泛的应用。 到目前为止，USB已经在PC机的多种外设上得到应用，包括扫描仪、数码相机、数码摄像机、音频系统、显示器、输入设备等。对于广大的工程设计人员来说，USB是设计外设接口时理想的总线。 在USB接口芯片中，通常分为普通和DMA（直接存储器存取）两种工作模式。相对于普通模式，DMA数据传输模式传输速率更快，更适合于视频数字信号等高速、实时信号的传送。但遗憾的是，国内市场上提供的各种USB接口电路板大部分仅工作在普通模式，缺少对DMA工作模式的支持，不能直接用于象CCD数字摄像机USB接口这样的需要工作在DMA模式下的设计开发。 为了解决这个问题，我们对USB的原理进行了研究，尝试设计了一种支持DMA工作模式的USB接口电路板。通过对USB接口的研究，我们了解到，USB接口的高速传输速率是通过使用差分信号传输和8b/10b编码实现的。差分信号传输可以减少信号干扰和衰减，提高传输速率。8b/10b编码可以减少信号的Error率，提高传输的可靠性。 在设计USB接口电路板时，我们需要考虑到电路板的布局、信号完整性、电磁兼容性等问题。为了确保电路板的可靠性，我们需要对电路板进行严格的测试和检测。只有通过了严格的测试和检测，电路板才能满足实际应用的要求。 USB接口是一种高速、可靠的串行接口，广泛应用于PC机的多种外设中。为了设计高质量的USB接口电路板，我们需要对USB接口的原理和技术特点有深入的了解，并且需要考虑到电路板的布局、信号完整性、电磁兼容性等问题。