IT产业的一切都变化很快,尤其是在电脑方面,笔者使用的PC的处理器从30MHz发展到如今高达3000MHz,变化何止100倍这么简单,但是有些东西的变化却实在跟不上节奏。放眼PC上众多的接口种类,随口说出的信息就足以让人吃惊:
● 串口,通常简称COM,学名RS232的接口,早在AT/XT时代就开始使用,经过一次升级后其传输速率最高也只有115.2Kbps。
● 并口,通常也称为打印口、LPT口等,比COM稍晚后开始使用,至今已经用了超过10年,最高传输速率也只有1Mbps。
● PS/2,通常作鼠标、键盘口使用,也是一种并行传输设备,运行频率比并口高,应用时代较晚,但也已经有足足8年之久。
这三种外部接口的年龄加起来大概也可以相当于一个中年人了吧,与如今不到一年就会有一次变革的电脑技术相比,它们实在是太长命百岁了。但是,人们对外设的应用需求实在是越来越大,现有的这些外部接口根本无法满足它们的需要。
● 目前电信主推的ADSL宽带网络提供的传输速率为512Kbps,对于通讯设备我们一般使用串行接口,但COM口区区115.2Kbps的可怜带宽实在太令人失望了。
● 高分辨率扫描仪扫描一张海报,文件容量达到几十兆已经很常见了,但我们必须等待LPT口传输时间长达数分钟,但Photoshop处理一下却只要几秒。
● PS/2接口的鼠标分辨率太差了,每秒只有40到60次的数据交换对如今越来越频繁移动鼠标的人们而言显得有些难以为继。
除此以外,老式接口都无法扩展延伸使用,随着技术的发展,越来越多的外设需要接口,摄像头、数码相机、MP3随身听、外 置硬盘、光驱等接踵而来,这么多的设备往哪儿接呢?面对人们的日趋扩大的需求,老式的外部接口虽经人们一再改进、加强,却实在无法继续“老当益壮”了。
USB规范实现外部接口大一统需求和不足引起了矛盾,于是精明的商人们察觉出了其中的商机,一个全新的外设接口规范应运而生了。USB,中文全称为通用串行总线(Universal Serial Bus),其接口总共只使用4根连线,其中两根为电源线,两根为数据线,是典型的串行数据传输模式。
USB第一版的规范定为1.1,其最大传输速率为12Mbps,最多可支持127个USB外设连接到计算机系统,物理结构为星型,也就是说,即使你的主板上只有一个USB接口,只要你能找到合适的USB Hub,你就可以实现连接最多127个USB设备。
USB规范的传输模式覆盖了原先我们现有的三种传统外部接口,其中同步传输模式满足了打印机等设备要求高速、持续的数据传输模式,中断传输模式满足了类似鼠标、键盘这样的轮寻机制、低速传输设备的需求,而块数据传输则让各类调制解调器设备得以充分发挥。除了上面的这些传输模式以外,USB规范还提供了一个全新的技术——即插即用。我们常用的外部接口往往是只能通过主动而且手动发送检测信号来获取接口上设备的种类信息,甚至有时候我们还无法查到。COM设备的型号种类检测不易,一般需要手动设置,LPT口在开机状态下不能安装或者拆除,因为并行设备在带电操作时插拔接口可能导致短路,烧毁电脑,PS/2接口电流量小,保护措施妥当,一般不会导致烧毁,但开机时插上设备并不能让电脑检测出来,无法使用。这样的情况严重影响了人们对越来越多外设的使用,USB规范提供的即插即用技术有效帮助人们解决了使用方便性问题,无论何时,只要你想使用,你就可以将设备插入接口,使用完毕就可以拔下,大大提高了电脑的使用效率。
随着全新的USB 2.0规范诞生,USB设备的传输速率已经高达480Mbps,原先在USB 1.1上可以使用,但嫌速度不够的设备也成为可供选择的对象,人们不但能够使用USB接口的鼠标、键盘,USB接口的扫描仪、打印机,更多的则是越来越流行的数码设备和移动存储设备。虽然到现在为止还有不少人在使用PS/2的鼠标、键盘,LPT口的打印机,COM的调制解调器,但是凭借内置电源供应,高速传输速率,以及PnP即插即用技术给我们带来的巨大便利性,USB实现外部接口大一统并不是一个不切实际的梦想。
需求是USB发展的原动力USB技术的产生是由于人们迫切需要更快速、更方便、更统一的接口标准,那么它的发展原动力也由需求来提供。
快速:现有的USB 2.0传输速率已经高达480Mbps,折合约60MB/s的峰值传输速率,虽然从目前看来,这个速度已经足够应付绝大多数应用,但谁都知道,速度的提升永远没有极限。以对速度需求最大的移动存储设备来看,酷鱼V硬盘的峰值传输速率已经超过70MB/s,持续传输速率也高达44MB/s,由它构成的移动硬盘即使用USB 2.0接口也难以实现最大速率,由此可见,比480Mbps带宽更高的USB 3.0也指日可待。
方便:USB设备在即插即用方面设计得不错,但是人们会期待更可靠、方便的USB设备规范,人们会期待USB可以提供更高的电流(现有的为500mA),这样移动刻录机可以不再需要外接电源,人们会期待USB的热插拔技术会更加可靠,这样在实际使用中我们不必担心数据会意外丢失。
USB OTG标准的提出,让USB2.0可以摆脱一定要有主机端与设备端依赖,大大扩展了USB2.0标准的应用范围。
兼容:USB是一种通用的串行接口规范,它最大的优点就在于接口的结构和形状都没有改变,人们会越来越依赖它作为标准的外设接口,所以,在今后的USB规范中,我们可以相信它的外形和结构将不会改变,无论是USB 3.0还是4.0,都应该与1.1和2.0兼容,毕竟一个并非新生的规范最重要的就是向前兼容性。
USB技术是一种平民化产品,它诞生之初就没有非常惊人的参数规格,但它所提供的却是用户最期待的,在可以预计的将来,未来的USB将沿着现在廉价而又优秀的轨道继续前进,对科技来说,只有需求才会创造技术。
无限扩展的USB应用USB开始使用到现在已经有超过5年的历史了,在这5年中,USB规范一直没有什么更改,但USB的应用则在不断增加,早期人们还只是用它作简单的鼠标外设接口,随后才出现了USB接口的键盘、打印机、扫描仪。随着USB 2.0的正式投入使用,USB接口的各类存储设备发展之快让人目不暇接,不仅成熟的USB硬盘伴随着USB 2.0那高达480Mbps的带宽一举突破瓶颈成为人们瞩目的焦点,便携刻录机、闪盘存储器也因为速度的提高而为人们所接受。
USB的发展将不会停止,串行接口已经被人们确认为未来发展的方向,频率越来越高,速度越来越快,使用越来越方便,将成为USB 3.0乃至4.0努力的方向,或许在不久的将来,USB将可以把它的应用领域扩展到现在我们根本无法想象到的领域。USB的应用将越来越广泛已经是一个不争的事实,人们对于USB的依赖也将越来越明显。

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