ps/2接口与usb2.0区别

例如速度？

2.0快 usb支持热插拔 PS/2不支持 PS/2电源电压高

摘 要:通用串行总线(usb)是一种简单的计算机外围接口标准.它具有即插即用.扩展方便等优点.已成为计算机必备的一个接口.本文简要介绍usb总线的功能.拓朴结构及其数据传输过程.并举例说明usb接口的实际应用. 关键词:通用串行总线 usb接口 外围接口标准 一.usb接口背景 在早期的计算机系统上常用串口或并口连接外围设备.每个接口都需要占用计算机的系统资源(如中断.i/o地址.dma通道等).无论是串口还是并口都是点对点的连接.一个接口仅支持一个设备.因此每添加一个新的设备.就需要添加一个isa/eisa 或pci卡来支持.同时系统需要重新启动才能驱动新的设备. usb总线是intel.dec.microsoft.ibm等公司联合提出的一种新的串行总线标准.主要用于pc机与外围设备的互联.usb总线具有低成本.使用简单.支持即插即用.易于扩展等特点.已被广泛地用在pc机及嵌入式系统上. 二.usb总线优缺点 1.优 点 (1)使用简单 所用usb系统的接口一致.连线简单.系统可对设备进行自动检测和配置.支持热插拔.新添加设备系统不需要重新启动. (2)应用范围广 usb系统数据报文附加信息少.带宽利用率高.可同时支持同步传输和异步传输两种传输方式.一个usb系统最多可支持127个物理设备.usb设备的带宽可从几kbps 到几mbps (在usb2.0版本.最高可达几百mbps).一个usb系统可同时支持不同速率的设备.如低速的键盘.鼠标.全速的isdn.语音.高速的磁盘.图像等(仅usb2.0版本支持高速设备).(3)较强的纠错能力 usb系统可实时地管理设备插拔.在usb协议中包含了传输错误管理.错误恢复等功能.同时根据不同的传输类型来处理传输错误. (4)总线供电 usb总线可为连接在其上的设备提供5v电压/100ma电流的供电.最大可提供500ma的电流.usb设备也可采用自供电方式. (5)低成 usb接口电路简单.易于实现.特别是低速设备.usb系统接口/电缆也比较简单.成本比串口/并口低. 2.缺 点 usb技术还不是很成熟.特别是高速设备.市场上现有的usb设备价格都比较昂贵.但随着usb技术的日益成熟.设备的不断增加和广泛应用.其价格将会有所降低. 三.usb系统拓扑结 一个usb系统包含三类硬件设备: usb主机(usb host). usb设备(usb device).usb集线器(usb hub).如图1所示. (1)usb host 在一个usb系统中.当且仅当有一个usb host时.usb host有以下功能: ◇ 管理usb系统, ◇ 每毫秒产生一帧数据, ◇ 发送配置请求对usb设备进行配置操作, ◇ 对总线上的错误进行管理和恢复. (2)usb device 在一个usb系统中.usb device和usb hub总数不能超过127个.usb device接收usb总线上的所有数据包.通过数据包的地址域来判断是不是发给自己的数据包:若地址不符.则简单地丢弃该数据包,若地址相符.则通过响应usb host的数据包与usb host进行数据传输. (3)usb hub usb hub用于设备扩展连接.所有usb device都连接在usb hub的端口上.一个usb host总与一个根hub (usb root hub)相连.usb hub为其每个端口提供100ma电流供设备使用.同时.usb hub可以通过端口的电气变化诊断出设备的插拔操作.并通过响应usb host的数据包把端口状态汇报给usb host.一般来说.usb设备与usb hub间的连线长度不超过5m.usb系统的级联不能超过5级(包括root hub). 四.usb总线数据传输 usb总线上数据传输的结构如图2所示. 从物理结构上.usb系统是一个星形结构,但在逻辑结构上.每个usb逻辑设备都是直接与usb host相连进行数据传输的.在usb总线上.每ms传输1帧数据.每帧数据可由多个数据包的传输过程组成.usb设备可根据数据包中的地址信息来判断是否响应该数据传输.在usb标准1.1版本中.规定了4种传输方式以适应不同的传输需求: (1)控制传输(control transfer) 控制传输发送设备请求信息.主要用于读取设备配置信息及设备状态.设置设备地址.设置设备属性.发送控制命令等功能.全速设备每次控制传输的最大有效负荷可为64个字节.而低速设备每次控制传输的最大有效负荷仅为8个字节. 2)同步传输(isochronous transfer) 同步传输仅适用于全速/高速设备.同步传输每ms进行一次传输.有较大的带宽.常用于语音设备.同步传输每次传输的最大有效负荷可为1023个字节. (3)中断传输(interrupt transfer) 中断传输用于支持数据量少的周期性传输需求.全速设备的中断传输周期可为1-255ms.而低速设备的中断传输周期为10-255ms.全速设备每次中断传输的最大有效负荷可为64个字节.而低速设备每次中断传输的最大有效负荷仅为8个字节. (4)块数据传输(bulk transfer) 块数据传输是非周期性的数据传输.仅全速/高速设备支持块数据传输.同时.当且仅当总线带宽有效时才进行块数据传输.块数据传输每次数据传输的最大有效负荷可为64个字节. 五.典型应用 usb系统的典型 系统中.显示器.audio.modem皆为全速设备.键盘.鼠标为低速设备.其数据传输为: ◇ usb host通过控制传输更改显示器属性. ◇ usb host通过块数据传输将要显示的数据送给显示器. ◇ usb host通过控制传输更改键盘.鼠标属性. ◇ usb host通过中断传输要求键盘.鼠标输入读入系统. ◇ usb host通过控制传输更改audio属性. ◇ usb host通过同步传输与audio设备传输数据. ◇ usb host通过控制传输更改modem属性. ◇ usb host通过块数据传输与modem设备传输数据. .一个usb host接口的软硬件设计 市场上现已有很多公司提供的usb接口器件.如philips的pdiusbd11/pdiusbd12.oki的msm60581.national的usbn9602.lucent的uss-820/uss-620.scanlogic的sl11.等等. 同时也有很多带usb接口的处理器.如cypress的ez-usb.amd的am186cc.atmel的at43320.motorola的ppc823/ppc850.等等.下面给出用scanlogic的usb接口器件sl11ht实现嵌入式usb host的例子. 1.sl11ht特点 ◇ 遵从usb1.1标准, ◇ 支持全速/低速传输, ◇ 支持主机/设备端两种模式, ◇ 3.3/5.0v供电, ◇ 片内包含256个字节的sram, ◇ 48mhz晶振输入. 当sl11ht被用作usb host接口时.对系统有以下要求: ◇ 由系统维护sof帧数目, ◇ 由系统生成crc5效验码, ◇ 要求系统中断潜伏期小于1.5μs. 2.sl11ht接口硬件框图 图4简单地给出了使用sl11ht扩展usb接口的框图.更详细的硬件连线图请见参考文献2.3. 3.usb host端软件结构 usb host端软件结构如图5所示. (1)usb接口驱动程序 usb接口驱动程序需实现以下功能: ◇ usb接口器件的初始化, ◇ 计算上层数据包的效验和.发送上层的数据包, ◇ 发送sof帧, ◇ 接收从usb接口传送来的数据.并检查数据的有效性, ◇ 将接收到的数据送往上层. (2)usb协议栈驱动程序 usb协议栈驱动程序需实现以下功能: ◇ 提供与设备驱动程序的接口, ◇ 读取并解析usb设备描述符.配置描述符, ◇ 为usb设备分配唯一的地址, ◇ 使用默认的配置来配置设备, ◇ 支持基本的usb命令请求, ◇ 连接设备与相应的驱动程序, ◇ 转发设备驱动程序的数据包. (3)设备驱动程序 设备驱动程序需实现以下功能: ◇ 提供与应用程序的接口, ◇ 读取并解析usb设备特有的描述符.获得设备提供的传输通道, ◇ 发送设备特有的和基本的usb命令请求, ◇ 通过设备提供的传输通道与设备进行数据传输, ◇ 通过usb命令请求重新配置设备.