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串行数据线的一个总结和概述

作者: 时间:2016-12-16 来源:网络 收藏
USB
USB ,是英文Universal Serial BUS(通用串行总线)的缩写,而其中文简称为“通串线,是一个外部总线标准,用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB是在1994年底由英特尔、康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合提出的。
第一代:USB 1.0/1.1的最大传输速率为12Mbps。1996年推出。
第二代:USB 2.0的最大传输速率高达480Mbps。USB 1.0/1.1与USB 2.0的接口是相互兼容的。
第三代:USB 3.0 最大传输速率5Gbps, 向下兼容USB 1.0/1.1/2.0
USB2.0的最高传输速率为480Mbps,即60MB/s。不过,大家要注意这是理论传输值,如果几台设备共用一个USB通道,主控制芯片会对每台设备可支配的带宽进行分配、控制。
USB2.0 High Speed:理论速度是480Mbps,对应之前的USB2.0;随着现在影音、软件、游戏等数据的增大,随便一个电影都要达到700MB以上,DVD画质的至少1.4GB,更不要谈高达25G左右的蓝光电影了。USB2.0的理论传输速度为480MBPS,注意这个单位是兆位每秒而已,换算过来也就是60MB/s,而由于芯片、固件版本、电脑硬件等的制约,能超过30MByte/S的USB设备没有多少。
一、USB与IEEE1394的相同点主要有哪些?
两者都是一种通用外接设备接口。
两者都可以快速传输大量数据。
两者都能连接多个不同设备。
两者都支持热插拨。
两者都可以不用外部电源。
二、USB与IEEE1394的不同点有哪些?
两者的传输速率不同。USB的传输速率与IEEE1394的速率比起来真是小巫见大巫了。USB的传输速率现在只有480Mbps,只能连接键盘、鼠标与麦克风等低速设备,而IEEE1394可以使用3.2Gbps,可以用来连接数码相机、扫描仪和信息家电等需要高速率的设备。
两者的结构不同。USB在连接时必须至少有一台电脑,并且必须需要HUB来实现互连,整个网络中最多可连接127台设备。IEEE1394并不需要电脑来控制所有设备,也不需要HUB,IEEE1394可以用网桥连接多个IEEE1394网络,也就是说在用IEEE1394实现了63台IEEE1394设备之后也可以用网桥将其他的IEEE1394网络连接起来,达到无限制连接。
两者的智能化不同。IEEE1394网络可以在其设备进行增减时自动重设网络。USB是以HUB来判断连接设备的增减了。
两者的应用程度不同。现在USB已经被广泛应用于各个方面,几乎每台PC主板都设置了USB接口,USB2.0也会进一步加大USB应用的范围。IEEE1394现在只被应用于音频、视频等多媒体方面。
USB3.0
USB 3.0简要规范如下:
·提供了更高的每秒4.8Gb传输速度
·对需要更大电力支持的设备提供了更好的支撑,最大化了总线的电力供应
·增加了新的电源管理职能
·全双工数据通信,提供了更快的传输速度
·向下兼容USB 2.0设备
μPD720200符合USB 3.0规范Revision 1.0版本,支持USB 3.0 Super-Speed(5Gbps)和High-Speed(480Mbps)以及Full-Speed(12Mbps),并向下兼容USB 2.0/1.1标准。该芯片支持PCI Express 2.0总线,工作电压3.3V或1.05V,176pin FBGA封装,封装面积10x10mm。
英特尔公司(Intel)和业界领先的公司一起携手组建了USB 3.0推广组,旨在开发速度超过当今10倍的超高效USB互联技术。该技术是由英特尔,以及惠普(HP)、NEC、NXP半导体以及德州仪器(Texas Instruments)等公司共同开发的,应用领域包括个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。
PCI
PCI(Peripheral Component Interconnect)
一种由英特尔(Intel)公司1991年推出的用于定义局部总线的标准。此标准允许在计算机内安装多达10个遵从PCI标准的扩展卡。最早提出的PCI总线工作在33MHz频率之下,传输带宽达到133MB/s(33MHz * 32bit/s),基本上满足了当时处理器的发展需要。随着对更高性能的要求,后来又提出把PCI 总线的频率提升到66MHz,传输带宽能达到266MB/s。1993年又提出了64bit的PCI总线,称为PCI-X,目前广泛采用的是32-bit、33MHz或者32-bit、66MHz的PCI 总线,64bit的PCI-X插槽更多是应用于服务器产品。从结构上看,PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线,具体由一个桥接电路实现对这一层的管理,并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供信号缓冲,能在高时钟频率下保持高性能,适合为显卡,声卡,网卡,MODEM等设备提供连接接口,工作频率为33MHz/66MHz。
PCI的优缺点
优点:总线结构简单、成本低、设计简单。缺点也比较明显, 并行总线无法连接太多设备,总线扩展性比较差,线间干扰将导致系统无法正常工作;当连接多个设备时,总线有效带宽将大幅降低,传输速率变慢;为了降低成本和尽可能减少相互间的干扰,需要减少总线带宽,或者地址总线和数据总线采用复用方式设计,这样降低了带宽利用率。 PCI E总线是为将来的计算机和通讯平台定义的一种高性能,通用I/O互连总线。xpress
PCIE
继PCI (个人计算机扩展总线接口规范)之后的规范。2002年7月23日,PCI-SIG 正式公布了PCI Express 1.0规范,并于2007年初推出2.0规范(Spec 2.0),将传输率由PCI Express 1.1的2.5GB/s提升到5GB/s;目前主流的显卡接口都支持PCI-E 2.0。PCI 属于并行传输方式,即使用多条信号线同时并行传输多位数据,但 PCI Express 采用的是每次 1 位的串行传输方式,其最高数据传输速度为 8Gbit / s ,最大电缆长度 3m 。开发阶段的代号是 3GIO
与PCI总线相比,PCI Express总线主要有下面的技术优势:
1) 是串行总线,进行点对点传输,每个传输通道独享带宽。
2) PCI Express总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式。其中数据分通道传输模式即PCI Express总线的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道连接,x1单向传输带宽即可达到250MB/s,双向传输带宽更能够达到500MB/s,这个已经不是普通PCI总线所能够相比的了。
3) PCI Express总线充分利用先进的点到点互连、基于交换的技术、基于包的协议来实现新的总线性能和特征。电源管理、服务质量(QoS)、热插拔支持、数据完整性、错误处理机制等也是PCI Express总线所支持的高级特征。
4) 与PCI总线良好的继承性,可以保持软件的继承和可靠性。PCI Express总线关键的PCI特征,比如应用模型、存储结构、软件接口等与传统PCI总线保持一致,但是并行的PCI总线被一种具有高度扩展性的、完全串行的总线所替代。
5) PCI Express总线充分利用先进的点到点互连,降低了系统硬件平台设计的复杂性和难度,从而大大降低了系统的开发制造设计成本,极大地提高系统的性价比和健壮性。从下面表格可以看出,系统总线带宽提高同时,减少了硬件PIN的数量,硬件的成本直接下降。
SATA
SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment(串行高级技术附件,一种基于行业标准的串行硬件驱动器接口),是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。2001年,由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.0规范,在当年的IDF Fall 大会上,Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准,正式宣告了SATA规范的确立。Sata2.0支持1.3Gb/s传输速率,在SATA2.0扩展规范中,3Gb/s被提到的频率最高。由于SATA使用8bit/10bit编码,所以3Gb/s等同于375MB/s的接口速率。
eSATA
External Serial ATA的略称,是为面向外接驱动器而制定的Serial ATA 1.0a的扩展规格。虽然规模比较小,但已经有相对应的产品在市面流通。
eSATA的优势
和常见的USB2.0和IEEE1394两种常见外置接口相比,eSATA最大的优势就是数据传输能力。eSATA的理论传输速度可达到1.5Gbps或3Gbps,远远高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在实际测试中,从电脑中复制一个1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存储设备中,eSATA接口的设备所耗费的时间远低于USB2.0或IEEE 1394设备,速度快了近一倍。随着eSATA的出现,外置接口的传输率也首次远远大于了硬盘等设备的内部传输率。
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