理解USB：八大基础知识解析

"本文概述了学好USB技术需要掌握的八个关键知识点，包括端点、帧、上行/下行概念，以及USB传输线结构、数据传输方式、编码方案、数据格式等基础内容。通过问答形式深入浅出地解析了USB的基础知识，适合USB初学者学习。" USB技术是计算机与外设间通信的重要方式之一，了解其基本知识对于硬件开发者和系统集成人员至关重要。以下是这八个基本知识点的详细解释： 1. **端点（Endpoint）**：端点是USB通信中的数据缓冲区，每个端点具有唯一的地址，可以是输入、输出或者特定功能类型（如批量传输）。它们决定了数据的流向和传输特性。 2. **帧（Frame）**：USB通信的时间单位，每个帧为1毫秒，包含一系列总线操作。帧被细分用于管理多个并发传输，确保USB系统的同步。 3. **上行/下行**：在USB中，数据从设备传向主机称为上行，反之为主机传向设备，称为下行，定义了数据传输的方向。 4. **USB传输线结构**：USB接口通常包含四条线：地线、电源线、D+和D-。D+和D-是差分数据线，使用3.3V电压，电源线提供5V电压，最大电流500mA。 5. **数据传输方向**：数据在USB线中以低位到高位的方式发送。 6. **编码方案**：USB使用非归零翻转（NRZI）编码，当传输0时，数据线状态翻转；传输1时，保持原状。每连续6个1后插入一个0，以确保信号变化，防止误码。 7. **数据格式**：USB数据由二进制数字串组成，通过域-包-事务-传输的层次结构组织。域是最小单位，包括同步域（SYNC）、标识域（PID）、地址域（ADDR）等7种类型，标识域定义了16种不同的包类型。 8. **传输类型**：USB支持四种传输类型：中断传输、批量传输、控制传输和并行传输，各自适用于不同类型的通信需求。 掌握这些基础知识是理解USB工作原理的关键，有助于在实际应用中更有效地使用和调试USB设备。通过深入学习和实践，可以进一步提升在USB系统设计和故障排查方面的技能。