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第1章 绪 论
1.1 课题背景
通用串行总线(USB)是一种应用在计算机领域的新型接口技术，最早是由Compaq、Intel、Microsoft等多家公司于1994年11月共同提出的，其目的是用USB来PC现有的各种外围接口，使外围设备（简称外设）的连接具有单一化、即插即用、热插拔等特点。它的出现大大简化了PC和外设的连接过程，使PC机接口的扩展变得更加容易。可以说，USB是计算机外设在连接技术的重大变革。
1.1.1 USB的产生
在USB产生之前，外设与PC机的通信主要通过PC机主板所提供的各种接口技术来实现的，如ISA接口、PCI接口、串行接口、并行接口等。这些接口存在着很多缺陷：
（1） 它们是非共享式接口，只支持单个外设的连接，即在一个时刻一个接口只能连接一个外设。无法满足大量外设的需要。
（2） 这些接口的体积庞大。它们几乎占用了PC机主板的面积的一半，而且大体积不利于外设的小型化。
（3） 接口规格不一。
（4） 这些接口采用传统的I/O模式。外设被映射为CPU的I/O地址空间，并被分配一个指定的IRQ，或是一个DMA通道。这种模式会带来诸如I/O地址冲突、所指定的IRQ已被别的外设占用等问题。
为了克服这些缺陷，USB应运而生，它是一种快速、双向、同步、廉价，并支持热插拔功能的串行接口。它支持多个外设的连接，一台PC机可以连接多达126个USB外设；而且所以外设上行接口的规格是完全相同的，用户可以简单方便的将其连入PC机。
1.1.2 USB的特点
USB与其它老式的PC机接口相比，具有以下优点：
（1） 热插拔。用户可以把USB外设连接到一台正在运行的PC机上，操作系统能自动识别，并且用户可以立刻使用，而且不需要重新启动计算机。
（2） 即插即用。USB实现了自动配置，它不需要用户手工配置I/O地址和中断请求。当USB外设接入PC机时，操作系统会自动检测到这个连接，并加载合适的驱动程序。
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