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2005-08-16
请问是不是所有手提电脑都用USB端口的?
USB与IEEE1394
USB的由来
移动计算的实现,需要电脑有更轻的重量和更小的体积,在USB(通用串行总线)和IEEE1394出现之前,由于不同的外设和配件需要搭配不同的接口,给笔记本电脑进一步缩小体积、降低重量造成了困难。 这迫使许多笔记本厂商花费大量人力物力研究通用接口,以便适应模块化设计的需要。但是由于没有一个设计标准,各厂商的产品往往只局限于部分配件的通用互换,而且这些配件往往是自己产品线内的产品。
USB接口就是为解决现行PC与周边设备的通用连接而设计的,设计目的是使所有的低速设备—比如键盘、鼠标、扫描仪、数字音箱、数字相机以及MODOM等—般都可以连接到统一的USB接口...全部
USB与IEEE1394
USB的由来
移动计算的实现,需要电脑有更轻的重量和更小的体积,在USB(通用串行总线)和IEEE1394出现之前,由于不同的外设和配件需要搭配不同的接口,给笔记本电脑进一步缩小体积、降低重量造成了困难。
这迫使许多笔记本厂商花费大量人力物力研究通用接口,以便适应模块化设计的需要。但是由于没有一个设计标准,各厂商的产品往往只局限于部分配件的通用互换,而且这些配件往往是自己产品线内的产品。
USB接口就是为解决现行PC与周边设备的通用连接而设计的,设计目的是使所有的低速设备—比如键盘、鼠标、扫描仪、数字音箱、数字相机以及MODOM等—般都可以连接到统一的USB接口上。
这种接口还支持功能传递,也就是说用户只需要为支持USB标准的设备准备一个USB接口即可,这些外设可以相互连接成串,而通讯功能不会受到丝毫影响。
用户甚至不需要为这些设备准备外接电源线,因为USB接口本身就提供电力来源。
至于该接口的即插即用功能,对于重要计算任务来说非常重要,用户可以完全摆脱增加或去掉外设时重新开机造成的损失。
对于笔记本电脑来说,统一接口的实现意义重大:在接口不能统一的时代,为支持不同的外设和配件,笔记本电脑的主板设计是整个设计过程中最艰难的一步,因为设计者必须考虑到功能、散热、体积以及重量的需要,来自各方面的限制往往迫使设计者放弃部分非常好的特点;通用接口的实现使笔记本厂商不再需要为不同配件在主板上安置不同的接口,这使笔记本主板的设计难度大大降低,主板的线路、组件的数量以及复杂程度都有不同程度的削减,从而使系统运行中的散热问题得到了缓解。
USB接口对主板的影响也波及到笔记本电脑的处理器选择,由于散热问题得到部分缓解,笔记本对处理器的电压、功率限制可以略为放宽,这将促进更高主频、可完成更复杂功能的处理器迅速应用在移动计算中,使笔记本电脑与桌面PC的差距进一步缩小。
此外,由于接口的统一,笔记本电脑备件通用性提高的步伐也将大大加快,包括内存、CDROM、电池等等在内的各种配件的通用性会在统一接口环境的促进下迅速提高,这使不同厂商之间的产品可以互换,这将扩大用户的选择范围,降低产品的维护难度。
对于用户来说,USB接口的大范围采用可提高笔记本电脑的计算能力,同时可使用户从根本上脱离在五颜六色的电线迷宫中寻找合适接线的窘境,而即插即用和一个接口支持一串设备的功能更是大大方便了使用。目前,USB接口以及支持该接口的产品正在迅速增长,而Windows 98的发布则为此类产品在软件方面提供了强有力的支持--微软的这一个操作系统内建了USB的驱动程序。
现在各个接口生产厂商和外设生产厂商均提供基于Windows 98的接口产品或外设,并在Windows 98驱动程序的基础上开发迷你驱动程序(Mini Driver)以强化产品的功能,这些驱动程序将在原有功能的基础上增加部分功能,并提高设备的稳定性和可操作性。
USB技术
在谈论USB技术之前,不妨让我们来看看外设接口技术的发展历程。多年来个人计算机的串口与并口的功能和结构并没有什么变化。串口的出现是在1980年前后,数据传输率是115kbps~230kbps,串口一般用来连接鼠标和外置Modem;并口的数据传输率比串口快8倍,标准并口的数据传输率为1Mbps,一般用来连接打印机、扫描仪等。
原则上每一个外设必须插在一个接口上,如果所有的接口均被用上了就只能通过添加插卡来追加接口了。串并口不仅速度有限,而且在使用上很不方便。
1994年,Intel、Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom等七家世界著名的计算机和通讯公司成立了USB论坛,花了近两年的时间形成了统一的意见,于1995年11月正式制定了USB0.9通用串行总线(Universal Serial Bus)规范,1997年开始有真正符合USB技术标准的外设出现。
USB1.1是目前推出的在支持USB的计算机与外设上普遍采用的标准。1999年初在Intel的开发者论坛大会上,与会者介绍了USB2.0规范,该规范的支持者除了原有的Compaq、Intel、Microsoft和NEC四个成员外,还有惠普、朗讯和飞利浦三个新成员。
USB2.0向下兼容USB1.1,数据的传输率将达到120Mbps~240Mbps,还支持宽带宽数字摄像设备及下一代扫描仪、打印机及存储设备。
USB规范中将USB分为五个部分:控制器、控制器驱动程序、USB芯片驱动程序、USB 设备以及针对不同USB设备的客户驱动程序。
根据设备对系统资源需求的不同,在USB规范中规定了四种不同的数据传输方式: 等时传输方式(Isochronous)、中断传输方式(Interrupt)、控制传输方式(Control)和批(Bulk)传输方式,这些传输方式各有特点,分别用于不同的场所。
USB需要主机硬件、操作系统和外设三个方面的支持才能工作。目前主板一般都采用支持USB功能的控制芯片组,而且也安装了USB接口插座。Windows98操作系统内置了对USB功能的支持(但WindowsNT尚不支持USB)。
目前已经有数字照相机、数字音箱、数字游戏杆、打印机、扫描仪、键盘、鼠标等很多USB外设问世。
目前普遍采用的USB1.1主要应用在中低速外部设备上,它提供的传输速度有低速1.5Mbps和全速12Mbps两种,低速的USB带宽(1.5Mbps)支持低速设备,例如显示器、调制解调器、键盘、鼠标、扫描仪、打印机、光驱、磁带机、软驱等。
全速的USB带宽(12Mbps)将支持大范围的多媒体设备。 继USB之后,另一种称为FIREWIRE(即IEEE 1394)的接口技术正在从实验室步入市场领域,这种新型的接口比USB功能更为强大而且性能稳定。
现在,支持USB的PC及外设越来越多,在软件上USB也已成为Windows98的一个关键部件,并很快在WindowsCE和Windows2000中得到支持。Apple的操作平台早已提供对USB的支持,预计今后Sun和Digital的平台也将会提供对这一技术的支持。
USB(Universal Serial Bus) 的 中文名叫"通用串行总线"。这是近两年在 PC领域广为应用的新型接口技术。理论上讲,USB技术由三部分组成:具备 USB接口的PC系统、能够支持 USB的系统软件和使用USB接口的设备。
1997年,微软推出Win95、Win97后,USB进入实用阶段,但由于这个版本对 USB的支持属于外挂式模块,因此直到 Win 98推出后,USB接口的支持模块才真正日趋成熟。
因此,从某种意义上讲,Win98成了USB技术发展和应用的"催生婆"。
由于安装简单,使用方便,据 Dataquest公司统计结果显示,仅去年全球已有1000万台USB设备售出,预计这个数字到今年会增加到 5000万台,而到 2000年这个数字可达近1亿台。
USB的特点
USB之所以能得到广泛支持和快速普及,是因为它具备下列的很多特点:
1。
使用方便
使用USB接口可以连接多个不同的设备,支持热插拔,在软件方面,为USB设计的驱动程序和应用软件可以自动启动,无需用户干预。USB设备也不涉及IRQ冲突等问题,它单独使用自己的保留中断,不会同其它设备争用PC机有限的资源,为用户省去了硬件配置的烦恼。
USB设备能真正做到"即插即用"。
2。速度加快
快速性能是USB技术的突出特点之一。USB接口的最高传输率目前可达12Mb/s,比串口快了整整100倍,比并口也快了十多倍。今后USB的速度还将会提高到100Mb/s以上。
3。连接灵活
USB接口支持多个不同设备的串列连接,一个USB口理论上可以连接127个USB设备。连接的方式也十分灵活,既可以使用串行连接,也可以使用中枢转接头(Hub),把多个设备连接在一起,再同PC机的USB口相接。
在USB方式下,所有的外设都在机箱外连接,不必打开机箱;允许外设热插拔,而不必关闭主机电源。
USB采用"级联"方式,即每个USB设备用一个USB插头连接到一个外设的USB插座上,而其本身又提供一个USB插座供下一个USB外设连接用。
通过这种类似菊花链式的连接,一个USB控制器可以连接多达127个外设,而每个外设间距离(线缆长度)可达5米。USB还能智能识别USB链上外围设备的接入或拆卸。
4。独立供电
普通使用串口、并口的设备都需要单独的供电系统,而USB设备则不需要,因为USB接口提供了内置电源。
USB电源能向低压设备提供5V的电源,因此新的设备就不需要专门的交流电源了,从而降低了这些设备的成本并提高了性价比。
5。支持多媒体
USB提供了对电话的两路数据支持,USB可支持异步以及等时数据传输,使电话可与PC集成,共享语音邮件及其它特性。
USB还具有高保真音频。由于USB音频信息生成于计算机外,因而减少了电子噪音干扰声音质量的机会,从而使音频系统具有更高的保真度。
USB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、输入设备等等。
扫描仪和数码相机、数码摄像机是从USB中最早获益的产品。传统的扫描仪,在执行扫描操作之前,用户必须先启动图像处理软件和扫描驱动软件,然后通过软件操作扫描仪。
而USB扫描仪则不同,用户只需放好要扫描的图文,按一下扫描仪的按钮,屏幕上会自动弹出扫描仪驱动软件和图像处理软件,并实时监视扫描的过程。
USB数码相机、摄像机更得益于USB的高速数据传输能力,使大容量的图像文件传输在短时间内即可完成。
USB在音频系统应用的代表产品是微软公司推出的Microsoft DigitalSound SysteM80(微软数字声音系统80)。
使用这个系统,可以把数字音频信号传送到音箱,不再需要声卡进行数模转换,音质也较以前有一定的提高。USB技术在输入设备上的应用很成功,USB键盘、鼠标器以及游戏杆都表现得极为稳定,很少出现问题。
早在1997年,市场上就已经出现了具备USB接口的显示器,为PC机提供附加的USB口。这主要是因为大多数的PC机外设都是桌面设备,同显示器连接要比同主机连接更方便、简单。目前市场上出现的USB设备还有USB Modem、Iomega的USB ZIP驱动器以及eTek的USB PC网卡等等。
对于笔记本电脑来说,使用USB接口的意义更加重大,通用的USB接口不仅使笔记本电脑对外的连接变得方便,更可以使笔记本电脑生产厂商不再需要为不同配件在主板上安置不同的接口,这使主板的线路、组件的数量以及复杂程度都有不同程度的削减,从而使系统运行中的散热问题得到了改善。
也将促进更高主频的处理器可以迅速应用在移动计算机中,使笔记本电脑与桌面PC的差距进一步缩小。
USB的应用会越来越广泛,一些业界人士甚至预测,未来的PC将是一个密封设备,所有外设都将通过USB或其他外部接口连接。
USB的使用
一、USB HUB的连接方法
目前新型的主板一般只有两个内建的 USB接口,要连接4个以上的USB设备就必须加装USB HUB,通过USB HUB来扩充USB 接口数量。
大家对HUB并不陌生,前边加上个USB,功能与传统的产品完全一样,只不过属于某个领域内的固有集线器了。
USB接口 USB HUB可以连接USB设备,同时也可以串接另外一个USB HUB。但是USB HUB连续串接时不能超过三个。
从规格上来分析,通过 USB最多可以连接127个设备,这个数字其实也只是理论上的,谁又会在一台电脑上同时连接超过一百个以上周边装置(又能装些什么呢)。
因此,USB HUB的安装也比较"傻瓜式"。
第一步要做的就是启动主板上的 USB接口。检查在CMOS SETUP中的USB选项,如果被Disabled掉了,请将此选项改成 Enabled,存盘后重新进入Windows便可找到USB控制器。
一般的HUB有一对二、一对四、一对五的三种类型。 USB接线 所谓一对二,就是通过原来的一个USB 接口,扩充出两个USB 接口。说是一对二,但由于会占用原先的一个 USB口,因此虽然扩充出两个接口,但实质上只多出一个USB接口。
依此类推,一对四便可多出三个USB接口,而一对五则可多出四个 USB接口(接口越多HUB的价格当然也就越高,相对的耗电量也会增加)。
以一对四的 USB HUB安装为例,这种USB HUB有1个输入接头和4个输出接头。
输出接头与输入接头的样子不太一样,比较容易区分。 USB扫描仪 USB磁碟机 同时,随 HUB一般都会提供一条连接USB装置的导线,在导线一端的接头是用来连接USB装置 (或USB HUB)的输入端;相对的,在导线另一端的接头则是用来与USB HUB输出端连接的部分,依次对接安装就可以了。
值得注意的是,现在许多 USB设备本身其实已经具有USB HUB的功能。
还有一点就是电源,一对二的 USB HUB通常没有外接电源,而一对四的 USB HUB则大部分附有电源适配器,不过一对四 的USB HUB不接电源也是可以工作的,只是每个接口只能供电约 100mA左右,而一旦接上电源适配器,则可提升至 500mA左右。
接不接电源主要取决于用户自身,我建议你在具体安装时,将耗电量高者接于电脑上的USB 接口,将不需要电源仍可正常运作的低耗电量 USB设备,如鼠标Modem等接往一对四的USB HUB。
二、升级你的USB
对于那些电脑主板没有内置 USB接口的用户,并不等于你就不能使用 USB。
用户可以通过购买USB接口卡来升级自己的电脑,使之具备 USB功能。现在市场上常常可见的 USB卡都是PCI卡,自带两个USB端口,你只要把这块卡插入主板的 PCI插槽中,安装上随卡附送的驱动软件就万事OK了。
具体安装很简单,不用任何电源线和信号线,像安装显卡、声卡一样,只要插上即可。
三、USB安装
到目前为止,USB已经在PC机的多种外设上得到应用,输出设备方面,包括扫描仪、数码相机、数码摄像机、音频系统、显示器等等。
扫描仪、数码相机和数码摄像机是最早在 USB技术上显山露水的高手。这几种产品的迅速跟进主要还是得益于 USB"一触即发"的高速数据传输能力,使大容量的图像传输在短时间内即可完成。
输入设备方面,USB键盘、鼠标器以及游戏杆都表现得极为稳定,很少出现问题。
另外,还有ADSL的USB"猫"、Iomega的USB ZIP驱动器以及eTek的USB PC网卡等等。特别是,如今越来越多的笔记本电脑也武装上了USB接口,这并不是说笔记本电脑可以从 USB接口中获得多大的好处,关键在于那些经常在台式机和笔记本电脑之间传输数据的用户,可以使用 USB来节省大量的时间。
四、USB存在的问题
以上介绍了USB的诸多妙处,当然 USB也非尽善尽美。首先就是连接方面的问题。当你购买了一款USB外设后,应该试着用一用主板上所有的 USB接口。按以往的经验,有时将一个USB外设插入到从未使用过的USB接口时会导致系统崩溃。
USB 遵循层列星状拓扑结构,集线器是必需的,可以嵌套使用。一个 USB 端口最多可以支持 127 个设备,并且所有设备共享同一带宽。设备可以在计算机打开状态下连接到 USB 端口,即所谓的“热插拔”。
该标准允许设备从端口或是外部电源获得供电。一些笔记本电脑无法向其 USB 端口提供充足的电源来运行需要端口供电的外部设备。
另外, USB标准规定可以以菊花链的形式将外部设备连接在一起,这就要求所有产品都应该有两个 USB接口,但现在销售的许多USB外设只有一个接口,使得其他 USB产品无法串联到USB总线上。
正如我们前面已经讲到的,现在有些USB的显示器可以提供 4个端口的USB HUB功能,而且市场上现在也能够看到具有 USB HUB功能的键盘可以提供两个USB接口。
不过即使如此,还是建议节约使用USB 接口,如果让键盘、鼠标、手柄统统占据了本来为数不多的USB接口,以后数字照相机、扫描仪、摄像头等真正需要 USB的设备就无从立足了,寄全部希望于HUB也不是上策,毕竟要花不少银子的。
另一个问题就是 USB产品的供电问题。 尽管USB总线能将我们从纠缠不清的电缆线、信号线的桎梏中摆脱出来,但 PC电脑上的USB接口往往不能提供4台以上USB外设的电源 供应。因此,当系统同时存在多个USB产品时,有必要考虑外加一个可供电的USB集线器。
现在电脑系统连接外围设备的接口并无统一的标准,如键盘用PS/2接口,连接打印机要用25针的并行接口,鼠标则要用串行或PS/2接口。USB则将这些不同的接口统一起来,使用一个4针插头作为标准插头。
通过这个标准插头,采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,并且不会损失带宽。
IEEE1394(火线)
IEEE1394是IEEE标准化组织制定的一项具有视频数据传输速度的串行接口标准。同USB一样,1394也支持外设热插拔、同时可为外设提供电源,省去了外设自带的电源、支持同步数据传输。
在可预见的未来,USB和1394将同时存在,提供不同的服务,不需要高速数据传输的外设可能将仍采用USB。最终,PC将都采用USB和1934串口来处理所有外部输入输出,显著地简化PC外设的连接。
它无需集线器,每个总线最多可以支持 63 个设备,最多可以有 1023 个总线进行互连。1394 有一个十分吸引人的特点:它是一个对等标准,因此一台个人计算机无需连接到 FireWire 设备,实际上这台个人计算机只是 IEEE1394 链接中的另一台“同位体”。
这对于多数个人计算机用户是一个不同寻常的消息,理论上,配备 FireWire 端口的数字照相机可以直接连接到 IEEE1394 硬盘,并且可以直接将文件保存到硬盘上。
IEEE 1394标准定义了两种总线模式,即:Backplane模式和Cable模式。
其中Backplane模式支持12。5、25、50Mbps的传输速率;Cable模式支持100、200、400Mbps的传输速率。目前正在开发1Gbps的版本。(演进为高性能串行端口标准的IEEE1394也称为火线。
)
消费电子方面已经有了采用1394接口的便携式摄象机、数字卫星接收装置等。将来,数字电视、数字顶置盒、DVD播放机也采用1394接口。
1394可能是消费电子和个人计算机之间的物理桥梁。
现有的产品1394协议支持100Mbps、200Mbps、400mbps的数据传输率,将来将达到800Mbps、1600Mbps、3200mbps的数据传输率。 因为1394能够处理高速数据传输率,它促使外设向计算机传输更多的数据,进行基于主机的处理,这能够降低一些外设的成本,比如,数字相机、打印机等。
当它们达到很高的数据传输率时,无论是对新的消费电子设备的通用连接性,还是对关键的PC外设来说,1394均是十分重要的。
例如,一台1394扫描仪比一台并口扫描仪的速度要快的多,尤其在高分辨率时,更为显著。
同USB一起,通过两个串行总线模块,1394将成为新的PC结构模块。推荐的设备插件规范就是1394和USB大的、新的应用的优秀例子,通过1394和USB提供外设模块。
1394的一个承诺就是极大地丰富PC用户的眼界。
用户将能够通过他们的PC来控制消费电子设备和PC外设,编辑音频或视频数据,连接外设到Internet等等。通过提供娱乐、游戏、学习今天不可能的经历,把PC带进家庭。
具有这些标准组件的PC将允许用户根据自己的意愿购买和有选择地升级他们的PC。
1394在这里起到一个数字RCA连接器的作用,那样PC系统变得更象是组合音响系统。
由于它支持即插即用,就象USB一样,易用,减少用户的支持需求。由于1394使用户能够得到丰富的数字化应用,它使得PC更具吸引力。
1394模块使制造商大大地简化制造过程,降低存货。对外设供应商来说,消费类电子和计算机工业支持单一的工业标准将使得产品可以推向两个市场。
即插即用可降低返修成本和客户服务费用。
1394的特点:
(1) 多媒体应用的实时数据传输
(2) 现在数据传输率为100,200,&400Mbits/s;将来达到800Mbits/s或1Gbits/s
(3) 实时连接或断开时数据不丢失或中断
(4) 支持即插即用自动配置
(5) 实时应用的宽带宽
(6) 不同设备和应用的通用连接
(7) 遵循IEEE1394高性能串行总线标准
虽然 IEEE1394 比起 USB 要快许多,而且占用的系统开销很少,但它的实现费用较高。
因此,键盘、鼠标和低分辨率数字照相机之类的廉价、低速设备最适合使用 USB,而需要高速、实时服务的设备则适合使用 1394。收起