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串行數(shù)據(jù)線的一個(gè)總結(jié)和概述

作者：時(shí)間：2016-12-16 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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USB

USB ,是英文Universal Serial BUS（通用串行總線）的縮寫(xiě)，而其中文簡(jiǎn)稱為“通串線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年底由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合提出的。

第一代：USB 1.0/1.1的最大傳輸速率為12Mbps。1996年推出。

第二代：USB 2.0的最大傳輸速率高達(dá)480Mbps。USB 1.0/1.1與USB 2.0的接口是相互兼容的。

第三代：USB 3.0 最大傳輸速率5Gbps, 向下兼容USB 1.0/1.1/2.0

USB2.0的最高傳輸速率為480Mbps，即60MB/s。不過(guò)，大家要注意這是理論傳輸值，如果幾臺(tái)設(shè)備共用一個(gè)USB通道，主控制芯片會(huì)對(duì)每臺(tái)設(shè)備可支配的帶寬進(jìn)行分配、控制。

USB2.0 High Speed：理論速度是480Mbps，對(duì)應(yīng)之前的USB2.0；隨著現(xiàn)在影音、軟件、游戲等數(shù)據(jù)的增大，隨便一個(gè)電影都要達(dá)到700MB以上，DVD畫(huà)質(zhì)的至少1.4GB，更不要談高達(dá)25G左右的藍(lán)光電影了。USB2.0的理論傳輸速度為480MBPS，注意這個(gè)單位是兆位每秒而已，換算過(guò)來(lái)也就是60MB/s，而由于芯片、固件版本、電腦硬件等的制約，能超過(guò)30MByte/S的USB設(shè)備沒(méi)有多少。

一、USB與IEEE1394的相同點(diǎn)主要有哪些？

兩者都是一種通用外接設(shè)備接口。

兩者都可以快速傳輸大量數(shù)據(jù)。

兩者都能連接多個(gè)不同設(shè)備。

兩者都支持熱插撥。

兩者都可以不用外部電源。

二、USB與IEEE1394的不同點(diǎn)有哪些？

兩者的傳輸速率不同。USB的傳輸速率與IEEE1394的速率比起來(lái)真是小巫見(jiàn)大巫了。USB的傳輸速率現(xiàn)在只有480Mbps，只能連接鍵盤、鼠標(biāo)與麥克風(fēng)等低速設(shè)備，而IEEE1394可以使用3.2Gbps，可以用來(lái)連接數(shù)碼相機(jī)、掃描儀和信息家電等需要高速率的設(shè)備。

兩者的結(jié)構(gòu)不同。USB在連接時(shí)必須至少有一臺(tái)電腦，并且必須需要HUB來(lái)實(shí)現(xiàn)互連，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中最多可連接127臺(tái)設(shè)備。IEEE1394并不需要電腦來(lái)控制所有設(shè)備，也不需要HUB，IEEE1394可以用網(wǎng)橋連接多個(gè)IEEE1394網(wǎng)絡(luò)，也就是說(shuō)在用IEEE1394實(shí)現(xiàn)了63臺(tái)IEEE1394設(shè)備之后也可以用網(wǎng)橋?qū)⑵渌腎EEE1394網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，達(dá)到無(wú)限制連接。

兩者的智能化不同。IEEE1394網(wǎng)絡(luò)可以在其設(shè)備進(jìn)行增減時(shí)自動(dòng)重設(shè)網(wǎng)絡(luò)。USB是以HUB來(lái)判斷連接設(shè)備的增減了。

兩者的應(yīng)用程度不同?，F(xiàn)在USB已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)方面，幾乎每臺(tái)PC主板都設(shè)置了USB接口，USB2.0也會(huì)進(jìn)一步加大USB應(yīng)用的范圍。IEEE1394現(xiàn)在只被應(yīng)用于音頻、視頻等多媒體方面。

USB3.0

USB 3.0簡(jiǎn)要規(guī)范如下：

·提供了更高的每秒4.8Gb傳輸速度

·對(duì)需要更大電力支持的設(shè)備提供了更好的支撐，最大化了總線的電力供應(yīng)

·增加了新的電源管理職能

·全雙工數(shù)據(jù)通信，提供了更快的傳輸速度

·向下兼容USB 2.0設(shè)備

μPD720200符合USB 3.0規(guī)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標(biāo)準(zhǔn)。該芯片支持PCI Express 2.0總線，工作電壓3.3V或1.05V，176pin FBGA封裝，封裝面積10x10mm。

英特爾公司（Intel）和業(yè)界領(lǐng)先的公司一起攜手組建了USB 3.0推廣組，旨在開(kāi)發(fā)速度超過(guò)當(dāng)今10倍的超高效USB互聯(lián)技術(shù)。該技術(shù)是由英特爾，以及惠普（HP）、NEC、NXP半導(dǎo)體以及德州儀器（Texas Instruments）等公司共同開(kāi)發(fā)的，應(yīng)用領(lǐng)域包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、消費(fèi)及移動(dòng)類產(chǎn)品的快速同步即時(shí)傳輸。

PCI

PCI(Peripheral Component Interconnect)

一種由英特爾（Intel）公司1991年推出的用于定義局部總線的標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)允許在計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝多達(dá)10個(gè)遵從PCI標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展卡。最早提出的PCI總線工作在33MHz頻率之下，傳輸帶寬達(dá)到133MB/s(33MHz * 32bit/s)，基本上滿足了當(dāng)時(shí)處理器的發(fā)展需要。隨著對(duì)更高性能的要求，后來(lái)又提出把PCI 總線的頻率提升到66MHz，傳輸帶寬能達(dá)到266MB/s。1993年又提出了64bit的PCI總線，稱為PCI-X，目前廣泛采用的是32-bit、33MHz或者32-bit、66MHz的PCI 總線，64bit的PCI-X插槽更多是應(yīng)用于服務(wù)器產(chǎn)品。從結(jié)構(gòu)上看，PCI是在CPU和原來(lái)的系統(tǒng)總線之間插入的一級(jí)總線，具體由一個(gè)橋接電路實(shí)現(xiàn)對(duì)這一層的管理，并實(shí)現(xiàn)上下之間的接口以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的傳送。管理器提供信號(hào)緩沖，能在高時(shí)鐘頻率下保持高性能，適合為顯卡，聲卡，網(wǎng)卡，MODEM等設(shè)備提供連接接口，工作頻率為33MHz/66MHz。

PCI的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)也比較明顯，并行總線無(wú)法連接太多設(shè)備，總線擴(kuò)展性比較差，線間干擾將導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作；當(dāng)連接多個(gè)設(shè)備時(shí)，總線有效帶寬將大幅降低，傳輸速率變慢；為了降低成本和盡可能減少相互間的干擾，需要減少總線帶寬，或者地址總線和數(shù)據(jù)總線采用復(fù)用方式設(shè)計(jì)，這樣降低了帶寬利用率。 PCI E總線是為將來(lái)的計(jì)算機(jī)和通訊平臺(tái)定義的一種高性能，通用I/O互連總線。xpress

PCIE

繼PCI （個(gè)人計(jì)算機(jī)擴(kuò)展總線接口規(guī)范）之后的規(guī)范。2002年7月23日，PCI-SIG 正式公布了PCI Express 1.0規(guī)范，并于2007年初推出2.0規(guī)范（Spec 2.0），將傳輸率由PCI Express 1.1的2.5GB/s提升到5GB/s；目前主流的顯卡接口都支持PCI-E 2.0。PCI 屬于并行傳輸方式，即使用多條信號(hào)線同時(shí)并行傳輸多位數(shù)據(jù)，但 PCI Express 采用的是每次 1 位的串行傳輸方式，其最高數(shù)據(jù)傳輸速度為 8Gbit / s ，最大電纜長(zhǎng)度 3m 。開(kāi)發(fā)階段的代號(hào)是 3GIO

與PCI總線相比，PCI Express總線主要有下面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1) 是串行總線，進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，每個(gè)傳輸通道獨(dú)享帶寬。

2) PCI Express總線支持雙向傳輸模式和數(shù)據(jù)分通道傳輸模式。其中數(shù)據(jù)分通道傳輸模式即PCI Express總線的x1、x2、x4、x8、x12、x16和x32多通道連接，x1單向傳輸帶寬即可達(dá)到250MB/s，雙向傳輸帶寬更能夠達(dá)到500MB/s，這個(gè)已經(jīng)不是普通PCI總線所能夠相比的了。

3) PCI Express總線充分利用先進(jìn)的點(diǎn)到點(diǎn)互連、基于交換的技術(shù)、基于包的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)新的總線性能和特征。電源管理、服務(wù)質(zhì)量（QoS）、熱插拔支持、數(shù)據(jù)完整性、錯(cuò)誤處理機(jī)制等也是PCI Express總線所支持的高級(jí)特征。

4) 與PCI總線良好的繼承性，可以保持軟件的繼承和可靠性。PCI Express總線關(guān)鍵的PCI特征，比如應(yīng)用模型、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、軟件接口等與傳統(tǒng)PCI總線保持一致，但是并行的PCI總線被一種具有高度擴(kuò)展性的、完全串行的總線所替代。

5) PCI Express總線充分利用先進(jìn)的點(diǎn)到點(diǎn)互連，降低了系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和難度，從而大大降低了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)制造設(shè)計(jì)成本，極大地提高系統(tǒng)的性價(jià)比和健壯性。從下面表格可以看出，系統(tǒng)總線帶寬提高同時(shí)，減少了硬件PIN的數(shù)量，硬件的成本直接下降。

SATA

SATA的全稱是Serial Advanced Technology Attachment（串行高級(jí)技術(shù)附件，一種基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的串行硬件驅(qū)動(dòng)器接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盤接口規(guī)范。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、邁拓這幾大廠商組成的Serial ATA委員會(huì)正式確立了Serial ATA 1.0規(guī)范，在當(dāng)年的IDF Fall 大會(huì)上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0標(biāo)準(zhǔn)，正式宣告了SATA規(guī)范的確立。Sata2.0支持1.3Gb/s傳輸速率，在SATA2.0擴(kuò)展規(guī)范中，3Gb/s被提到的頻率最高。由于SATA使用8bit/10bit編碼，所以3Gb/s等同于375MB/s的接口速率。

eSATA

External Serial ATA的略稱，是為面向外接驅(qū)動(dòng)器而制定的Serial ATA 1.0a的擴(kuò)展規(guī)格。雖然規(guī)模比較小，但已經(jīng)有相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品在市面流通。

eSATA的優(yōu)勢(shì)

和常見(jiàn)的USB2.0和IEEE1394兩種常見(jiàn)外置接口相比，eSATA最大的優(yōu)勢(shì)就是數(shù)據(jù)傳輸能力。eSATA的理論傳輸速度可達(dá)到1.5Gbps或3Gbps，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于USB2.0的480Mbps和IEEE 1394的400Mbps。在實(shí)際測(cè)試中，從電腦中復(fù)制一個(gè)1.36GB大小的文件到采用不同接口的外置存儲(chǔ)設(shè)備中，eSATA接口的設(shè)備所耗費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)低于USB2.0或IEEE 1394設(shè)備，速度快了近一倍。隨著eSATA的出現(xiàn)，外置接口的傳輸率也首次遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于了硬盤等設(shè)備的內(nèi)部傳輸率。

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