一台电脑可以连接127个USB设备？！

你觉得自己对USB接口很熟悉吗？你想知道自己的电脑可以连接多少个USB设备吗？本篇将带你领略USB接口的种种风采~...

你觉得自己对USB接口很熟悉吗？你想知道自己的电脑可以连接多少个USB设备吗？本篇将带你领略USB接口的种种风采~

1.USB简介

USB全称为Universal Serial Bus，最初为代替许多不同类型的低速总线而设计。1994年Intel联合IBM、康柏、微软、NEC、DEC等当时主要的PC业界大腕成立了USB-IF组织。1996年1月份公布了USB 1.0规范；1998年又出了USB 1.1规范；2000年4月发布USB 2.0规范；2008年11月发布USB 3.0标准；2013年8月 USB 3.1标准规范将传输速率从5Gbps增强为10Gbps。

图1. 不同版本USB协议的特性

2. USB常见的的接口类型

为了适应各种类型设备的接入，USB接口演化出不同类型的接口。

2.1 USB1.0和USB2.0的各式接口

TypeA：TypeA是最常见的USB接口之一，就是普通的U盘上的接口。小编最早接触到的USB就是这个样子的，它的母口一端固定在台式电脑主机的前面板，它的公口就是我的64MB的U盘。

图2. USB typeA的公口和母口

TyepB：这个类型的USB常见于打印机、移动硬盘、电子开发板上。

图3.

USB

typeB和typeA对比

Mini-USB：一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等移动设备。Mini-USB分为A/B两种接口，两者的区别在于B型更加扁一些，棱角更尖锐一些。小编最早接触的一个用来装B的MP3播放器，就是使用这种B接口啦。

图4. Mini-USB接口

Micro-USB：适用于移动设备，接口更小，是一个以便携为主要目的版本，也是近几年智能手机最常见的USB接口。

图5.

M

icro-

USB

接口和tpyeA对比图

2.2 USB 3.0的各式接口

USB3.0对比与USB2.0，最大的改动是物理上的重新设计。USB3.0接口，在保留USB2.0原有线路的情况下，增加了5根线路，专供USB3.0使用，以保证USB3.0的向下兼容。

图6. USB2.0和USB3.0数据线的结构

TypeA：依然是最常见的USB3.0接口。

图7.

USB

3.0 type A母口和公口

如果一个USB3.0的母口连接了USB2.0的公口，母口中原有的USB2.0的数据线会和插入的USB2. 0设别的数据线接驳，通过USB2.0 的数据线进行通讯。与此同时，母口中USB3.0专用的5根线，是和USB2.0设备在物理空间上分开的，不会启用USB3.0方式通讯。

如果一个USB3.0的设备连接到USB3.0母口上，二者连接牢固后，两者的3.0数据线和2.0数据线都处于接驳状态，USB会启动一个检测机制，优先使用USB3.0数据通道传输。

TypeB：USB3.0的typeB和USB2.0有很大差别，因为多出了5根数据线，需要重新设计接口。

图8.

USB

3.0 typeB数据线的公

口和母口

Micro-USB: 同样由于相比USB2.0多出5根线路，USB3.0的micro接口也进行了重新设计。

图9

USB

3.0 micro-

USB

接口的

母口和公口

图10.

USB

3.0 micro和typeA

接口对比

2.3 USB3.1的接口

Type C这个接口名称是在USB 3.1时代之后出现的，该接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W)。

图11. USB typeC和typeA接口对比

3. USB的拓扑结构

USB是如何连接到电脑上的，当电脑上USB接口不够使用时，如果通过USB hub线扩展出更多的接口。

首先介绍几个概念：

USB Host：USB的主控制器，电脑、手机、电视。

USB Device：USB设备，U盘、键盘鼠标、USB摄像头。

Root Hub：连接host，是host对外连接的总接口。

USB Hub：可以对原有的USB接口进行扩展。获得更过的USB接口，带宽共享根集线器。

3.1 USB的层级结构

图12. USB的层级结构

USB host通过root hub对外提供接口，供设备连接。Root hub仅有一个接口，想要连接更多的设备，需要通过hub进行扩展。每一个hub可以扩展出多个接口，多个hub可以逐层连接。

在USB1.1协议中，USB hub可以连接4层，在USB2.0协议以后，USB hub可以连接6层，也就是图12中的tier2 ~ tier7.

由于hub下的所有设备，都是共享该hub的带宽，如果有两个数据量通信比较繁忙的设备，比如两个移动硬盘，就尽量避免连接在一个hub上。

3.2 一个USB host可以连接多少个device

USB协议中，所有设备的地址由host端分配。USB总共总计有7个bit，用来存储USB地址。那么总共的设备地址为2的7次方，也就是128个。Root hub本身占据一个地址，因此可以供device使用的地址也就是128-1=127个。

所以，你的电脑如果有一个host端，理论上最多可以连接127个设备。

3.3 你的电脑可以连接多少个device

电脑可以连接多少个设备，这个有理论最大值，但是具体能接多少个设备，让多少设备可以正常工作，这个就要结合实际的情况了。

电脑有几颗USB芯片，每一个芯片有几个USB host端，总的host端数目乘以127也就是你的电脑在USB协议上支持的最大USB设备个数。

图13. 通过设备管理器查看电脑的USB host

理论上的数目并不容易实现，因为需要考虑供电问题。部分USB host的通过USB总线供电，供电能力大概在500mA。部分设备消耗电流较大，比如移动硬盘和mini 小台灯等，导致USB能驱动的设备数量大打折扣。部分host的集线器是自带电源的，有独立的电源供应，就可以支撑更多的设备。

图14. 集线器端口提供500mA的电流

同理，如果Hub和Device本身自带电源供应，比如常见的多扩展口的hub，电流限制对USB数量扩展影响就大大降低了。

综上所述，你的电脑能驱动多少个USB设备，不仅和电脑的USB host数量有关，还和电脑的hub驱动电流有关，且和USB设备是否自带驱动电源有关。亲爱的朋友，现在你可以拿起笔，计算一下自己的电脑是否可以连接127个USB设备了^.^

关注极客街队