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看到网络上有很多USB，Mini-USB接口的文章，里面很多的贴图要么不清楚（不是照片，而是手画的），要么就是错误的（按照它的标法插头都插不到插座里），考虑到USB连线和接口的广泛使用，特重新整理编辑，希望对大家有所帮助。
下面介绍的是标准USB接口定义
USB是一种常用的PC接口，只有4根线，两根电源两根信号，需要注意的是千万不要把正负极弄反了，否则会烧掉USB设备或者电脑的南桥芯片！
其中ID脚在OTG功能中才使用。由于Mini-USB接口分Mini-A、B和AB接口。
如果你的系统仅仅是用做Slave，那么就使用B接口。
系统控制器会判断ID脚的电平判断是什么样的设备插入，如果是高电平，则是B接头插入，此时系统就做主模式(master mode)
如果ID为低，则是A接口插入，然后系统就会使用HNP对话协议来决定哪个做Master，哪个做Slave。
这些说明为技术人员总结的，仅供参考。
我们手机上一般用的都是B型Mini-USB口
下面贴一张常见的USB接口图片
从左往右依次为：miniUSB公口(A型插头)、miniUSB公口(B型插头)、USB公口(B型)、USB母口(A型插座)、USB公口(A型插头)
USB是英文Universal Serial BUS的缩写，中文含义是“通用串行总线”。它不是一种新的总线标准，而是应用在PC领域的接口技术。从1994年11月11日发表了USB V0.7版本以后，USB版本经历了多年的发展，到现在已经发展为2.0版本，成为目前电脑中的标准扩展接口。目前主要是采用USB1.1和 USB2.0，目前厂商正积极地开发3.0版本。各个版本的USB最大的不同是传输速率的差异。USB1.1是12Mbps，USB2.0是480Mbps, USB3.0是5 Gbps。
所谓的Mini USB指代的小型USB接口，简单的说就是小一号的USB接口，和USB的功能及技术指标一致。
标准USB，Mini-USB接口定义
下面介绍的是标准USB接口定义
USB是一种常用的PC接口，只有4根线，两根电源两根信号，需要注意的是千万不要把正负极弄反了，否则会烧掉USB设备或者电脑的南桥芯片！
其中ID脚在OTG功能中才使用。由于Mini-USB接口分Mini-A、B和AB接口。
如果你的系统仅仅是用做Slave，那么就使用B接口。
系统控制器会判断ID脚的电平判断是什么样的设备插入，如果是高电平，则是B接头插入，此时系统就做主模式(master mode)
如果ID为低，则是A接口插入，然后系统就会使用HNP对话协议来决定哪个做Master，哪个做Slave。
这些说明为技术人员总结的，仅供参考。
我们手机上一般用的都是B型Mini-USB口
下面贴一张常见的USB接口图片
从左往右依次为：miniUSB公口(A型插头)、miniUSB公口(B型插头)、USB公口(B型)、USB母口(A型插座)、USB公口(A型插头)
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USB OTG
简单地说，OTG就是On The Go，正在进行中的意思
A设备作为默认主机半提供VBUS电源，并在检测到有设备连接时复位总线、枚举并配置B设备. OTG标准为USB增添的第二个新协议称为对话请求协议（SRP）。SRP允许B设备请求A设备打开VBUS电源并启动一次对话。一次OTG对话可通过A设备提供VBUS电源的时间来确定（注：A设备总是为VBUS供电，即使作为外设）。也可通过A设备关闭VBUS电源来结束一闪会话以节省功耗，这在电池供电产品中是非常重要的。
两用OTG设备完全符合USB 2.0规范,同时,他还要提供有限的主机能力和一个MiniAB插座、支持主机流通协议(Host Negotiatio n Protocol, HNP),并和外设式OTG设备一样支持事务请求协议(Session Request Protocol, SRP)。当作为主机工作时,两用OTG设备可在总线上提供8 mA的电流,而以往标准主机则需要 提供100～500 mA的电流。
设备的初始功能是通过定义连接器来实现的。OTG定义了一个叫做MiniAB的袖珍插孔，他能直接接入MiniA或者MiniB插口，MiniAB有一个ID引脚 上拉至电源端，MiniA插头有一个与地连接好的ID（R<10 Ω），Mini B插头有一个与地连接的开路ID引脚(R>100 kΩ)。当2个OTG设备连接到一起的时候，MiniA插头边的ID引脚会注入一个“0”状态，MiniB插头边的ID引脚为 “1”，ID为0的OTG设备默认为主机（Adevice），ID为1的OTG设备默认为从机（B device）。图1对上述内容进行了图解［4］。
USB上拉电阻阻值是1.5k，数据电平是3.3V
问题一：USB的传输线结构是如何的呢？
答案一：一条USB的传输线分别由地线、电源线、D+、D-四条线构成，D+和D-是差分输入线，它使用的是3.3V的电压（注意哦，与CMOS的5V电平不同），而电源线和地线可向设备提供5V电压，最大电流为500MA（可以在编程中设置的，至于硬件的实现机制，就不要管它了）。
·电压调整器：片内集成了一个3．3V的调整器用于模拟收发器的供电。
·PLL：片上集成了6MHZ到48MHZ时钟乘法，允许使用低成本的6MHZ晶振，电磁干扰也由于使用低频晶振而降低。
·位时钟恢复：位时钟恢复电路采用4倍过采样原理，从输入的USB数据流中恢复时钟，能跟踪USB规定范围内的抖动和频漂。
USB 2.0规格要求D+、D- 线上的信号电压在0 到 3.3V之间，但主机提供的VCC及其后的VBUS都是5V。基于这个原因，较新的USB收发器都具有内置调压器，将5V VBUS转换成3.3V供应数据传输使用。
上行和下行数据收发器也是一样。为配合这个需要，收发器可适应5V或 3.3V电源。举例说，USB1T1102及即将推出的USB1T1104 和 USB1T1105均具有VCC 和VREG引脚。当采用来自主机VBUS或集线器的5V电源时，VREG是透过收发器输出的3.3V电压供电.
| 触点 | 功能（主机） | 功能（设备） |
| 1 | VBUS (4.75－5.25 V) | VBUS (4.4－5.25 V) |
| 2 | D- | D- |
| 3 | D+ | D+ |
| 4 | 接地 | 接地 |
USB规范按照设备工作时吸取的电流大小又规定了两种设备：low pwer和high power设备，low power设备任何情况下不得吸取超过100mA的电流，high power设备在正确配置之前不得吸取超过100mA的电流，如果已经配置，任何情况下不得吸取超过500mA的电流。
USB设备的电源设计考虑
| 作者：duoduo | |
| 在USB接口有四根线，分别是VBUS,D－,D＋,GND。其中VBUS线是HOST/HUB向USB设备供电的电源线。HOST/HUB每个端口通过VBUS提供的电流最大为500mA，电压范围是4.4V－5.5V，但是这并不是意味着设备可以无条件地使用VBUS向自己提供500mA的电流。 根据USB规范，从电源方面来讲，USB设备分为自供电和总线供电两种设备类型，设备通过枚举过程的设备描述符声明自己的电源要求。自供电设备不使用HSOT/HUB的电源，而是自身有电源供应；总线供电即指设备电源来自VBUS。如果是总线供电设备，USB规范按照设备工作时吸取的电流大小又规定了两种设备：low pwer和high power设备，low power设备任何情况下不得吸取超过100mA的电流，high power设备在正确配置之前不得吸取超过100mA的电流，如果已经配置，任何情况下不得吸取超过500mA的电流。如果设备进入suspend状态，low power设备任何情况下不得吸取超过500uA电流，high power设备在已经正确配置并且远程唤醒功能被主机使能的情况下不得吸取超过2.5mA的电流，否则不得超过500uA（2008年USB-IF对suspend电流规定进行了变更，原来的500uA电流的规定过于严格，因此所有USB设备suspend电流放宽到2.5mA。）。从规范的规定来看，USB对电源管理是有严格要求的，因此，有些USB设备或者非USB设备不管三七二十一就从VBUS取电是违反USB规范的。还有一种自供电和总线供电混合类型设备，其对VBUS的使用规定和总线供电设备相同。 但是在实际使用中，USB电源往往被滥用 。许多厂商的USB设备并不送到USB-IF进行认证，此种情况下，其USB电源的设计往往未必满足USB规范。 从duoduo所观察过的PC主板和HUB来看， 许多主板/HUB并没有在VBUS的供电上严格遵从USB规范，通常是直接从电源模块送+5V到VBUS上，有的甚至连VBUS过流检测 电路都没有。主板的VBUS供电能力还和主机使用的开关电源有很大关系，一些劣质电源向VBUS提供的电流根本就达不到500mA或者是大电流下VBUS电压降的很厉害导致设备不能正常工作 ；而没有VBUS过流检测的主板在USB外设故障情况下有导致主板烧毁的危险。HUB有无源和有源两种，有源HUB和HOST的VBUS指标相同，无源HUB由于本身没有电源，挂在其下的所有设备吸取的电流总和不能超过该HUB上行端口所能够获得的电流。目前市面上流行的各种USB设备，在VBUS电源设计上能够满足规范的其实也不多，很大一个原因是一些终端用户喜欢的功能特性其实无法满足USB规范；不过，USB是一个发展变化很快的技术，需求与规范的矛盾都在逐渐的解决中，典型的如USB-IF新发布的USB充电器规范就是为了解决此前USB设备既想满足规范但又希望利用VBUS电源给电池充电的矛盾。 但是如果你的USB设备需要通过USB-IF的认证以获得在设备上使用USB logo的权利，那麽电源设计就将真的要小心了，你的设备必须严格遵从USB规范中的电源规定，否则功亏一篑，数千美金的认证费就会白白扔掉了。在设备使用VBUS供电的时候除了考虑电流大小之外还必须考虑VBUS的电压以及设备刚接入时的浪涌电流大小，USB规范中VBUS电压在4.4V-5.5V之间，根据HOST/HUB的不同，少数劣质HOST/HUB会超出这个规定，如果设备使用3.3V或更低电源，简单从VBUS加个低功耗LDO就可以了，但是如果设备直接使用VBUS作为自身电源则必须考虑设备能否在4.4V-5.5V下都能够正常工作，否则兼容性问题会让你大伤脑筋。另外据说有的笔记本电脑仅能向VBUS提供100mA电流，这个duoduo没有研究，哪位可以补充一下。至于浪涌电流，是USB-IF认证中的一项，我们通常习惯性的在设备电源入口加一个数十uF乃至数百uF电容的做法此时根本是不可能通过浪涌测试的；从duoduo的经验上来看，这个电容一般取小于4.7uF或者2.2uF，由于后面的电路也在设备的VBUS电源入口处存在等效电容，因此实际取值应该根据浪涌测试结果进行调整。 | |
USB1.0：1.5Mbps(192KB/s)低速(Low-Speed)500mA……1996年1月
USB1.1：12Mbps(1.5MB/s)全速(Full-Speed)500mA……1998年9月
USB2.0：480Mbps(60MB/s)高速(High-Speed)500mA……2000年4月
USB3.0：5Gbps(0MB/s)超速(Super-Speed)900mA……2008年11月
USB 2.0接口标准的三种速度规格
High-speed 25Mbps～400Mbps(最大480Mbps) (高速)
Full-speed 500Kbps～10Mbps(最大12Mbps) （全速）
Low-speed 10Kbps～100Kbps（最大1.5Mbps
我们知道USB2.0向下兼容USB1.x，即高速2.0的hub能支持所有的速度类型的设备，而USB1.x的hub不能支持高速设备（High Speed Device）。因此，如果高速设备挂到USB1.x的hub上，那该设备只能工作在全速模式下。不管是hub还是设备（device），对于速度的区分是非常重要的，否则，后续的通信根本无法进行。
全速和低速识别
根据规范，全速（Full Speed）和低速（Low Speed）很好区分，因为在设备端有一个1.5k的上拉电阻，当设备插入hub或上电（固定线缆的USB设备）时，有上拉电阻的那根数据线就会被拉高，hub根据D+/D-上的电平判断所挂载的是全速设备还是低速设备。如下两图：
USB全速设备上电连接
（Full-speed Device Cable and Resistor Connections）
USB低速设备上电连接
（Low-speed Device Cable and Resistor Connections）
高速识别
USB全速/低速识别相当简单，但USB2.0，USB1.x就一对数据线，不能像全速/低速那样仅依靠数据线上拉电阻位置就能识别USB第三种速度：高速。因此对于高速设备的识别就显得稍微复杂些。
高速设备初始是以一个全速设备的身份出现的，即和全速设备一样，D+线上有一个1.5k的上拉电阻。USB2.0的hub把它当作一个全速设备，之后，hub和设备通过一系列握手信号确认双方的身份。在这里对速度的检测是双向的，比如高速的hub需要检测所挂上来的设备是高速、全速还是低速，高速的设备需要检测所连上的hub是USB2.0的还是1.x的，如果是前者，就进行一系列动作切到高速模式工作，如果是后者，就以全速模式工作。
布线时USB2.0数据线阻抗要求控制在90欧姆
在绘制USB2．O设备接口差分线时，应注意以下几点要求： ①在元件布局时，应将USB2．O芯片放置在离地层最近的信号层，并尽量靠近USB 插座，缩短差分线走线距离。 ②差分线上不应加磁珠或者电容等滤波措施，否则会严重影响差分线的阻抗。 ③如果USB2．O接口芯片需串联端电阻或者D 线接上拉电阻时．务必将这些电阻尽 可能的靠近芯片放置。 ④将USB2．O差分信号线布在离地层最近的信号层。 ⑤在绘制PCB板上其他信号线之前，应完成USB2．0差分线和其他差分线的布线。 ⑥保持USB2．O差分线下端地层完整性，如果分割差分线下端的地层，会造成差分 线阻抗的不连续性，并会增加外部噪声对差分线的影响。 ⑦在USB2．0差分线的布线过程中，应避免在差分线上放置过孔(via)，过孔会造 成差分线阻抗失调。如果必须要通过放置过孔才能完成差分线的布线，那么应尽 量使用小尺寸的过孔，并保持USB2．0差分线在一个信号层上。 ⑧保证差分线的线间距在走线过程中的一致性，使用Cadence绘图时可以用shove 保证，但在使用Protel绘图时要特别注意。如果在走线过程中差分线的间距发生 改变，会造成差分线阻抗的不连续性。 ⑨在绘制差分线的过程中，使用45°弯角或圆弧弯角来代替90°弯角，并尽量在 差分线周围的150 mil范围内不要走其他的信号线，特别是边沿比较陡峭的数字信 号线更加要注意其走线不能影响USB差分线。 ⑩差分线要尽量等长，如果两根线长度相差较大时，可以绘制蛇行线增加短线长 度。下载本文
