第一篇：USB接口技術(shù)研究設(shè)計(jì)論文

[摘要] USB很好地解決了計(jì)算機(jī)插槽限制沖突，實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。USB接口如今已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)外設(shè)必不可少的設(shè)備。本文詳細(xì)介紹了USB接口設(shè)備及其工作原理，并對(duì)其在生產(chǎn)實(shí)踐中的具體應(yīng)用方法進(jìn)行了研究。

[關(guān)鍵詞] USB;接口;應(yīng)用與設(shè)計(jì)

從U盤、鼠標(biāo)、讀卡器、外接光驅(qū)等常用USB設(shè)備，到采用USB接口的電吹風(fēng)、咖啡爐、剃須刀、圣誕樹等千奇百怪的電腦附件，通過一臺(tái)電腦的USB周邊設(shè)備使人們享受到了更多的方便和樂趣。USB之所以能夠如此普及并受到大眾歡迎，在于它方便的熱插拔，帶寬大，速度快，可連接設(shè)備多，簡單的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)功能等諸多優(yōu)點(diǎn)。

一、USB接口技術(shù)傳輸類型及優(yōu)點(diǎn)

USB是通用串行總線(Universal Serial Bus)的簡稱。在計(jì)算機(jī)使用中，常常利用PC或工控機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。這其中有很多地方需要對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如液位、溫度、壓力、頻率等。常用的采集方式是通過數(shù)據(jù)采集板卡，如A/D卡以及422、485總線板卡等。采用板卡不僅安裝麻煩、易受機(jī)箱內(nèi)環(huán)境的干擾，而且由于受計(jì)算機(jī)插槽數(shù)量和地址、中斷資源的限制，不可能掛接很多設(shè)備。而USB接口技術(shù)的出現(xiàn)，很好地解決了以上這些沖突，很容易就能實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠性、多點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集。USB系統(tǒng)主要由主控制器(Host Controller)、USB Hub 和USB外設(shè)(Peripherals Node)組成系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

1.USB的傳輸類型。USB總線包括4種傳輸類型(傳輸管道)：(1)控制傳輸類型：用于傳輸控制信息。(2)塊數(shù)據(jù)傳輸類型：用于傳輸相對(duì)比較大的和突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)，一般用于打印機(jī)、掃描儀等。(3)中斷數(shù)據(jù)傳輸類型：通常用于傳輸設(shè)備反饋回計(jì)算機(jī)的字符和坐標(biāo)信息，如鼠標(biāo)，鍵盤、游戲桿等。(4)同步數(shù)據(jù)傳輸類型：占用預(yù)先分配的帶寬，實(shí)時(shí)傳輸，例如海量儲(chǔ)存類、打印機(jī)類和HID(人機(jī)接口)類等。

2.USB的主要優(yōu)點(diǎn)。速度快;USB 2.0將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，比USB 1.1標(biāo)準(zhǔn)快40倍左右，速度的提高對(duì)于用戶的最大好處就是用戶可以使用到更高效的外部設(shè)備，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到USB 2.0的線路上，而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。設(shè)備安裝和配置容易;安裝USB設(shè)備不必再打開機(jī)箱，加減已安裝過的設(shè)備完全不用關(guān)閉計(jì)算機(jī)。所有USB設(shè)備支持熱拔插，系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)配置，徹底拋棄了過去的跳線和撥碼開關(guān)設(shè)置。易于擴(kuò)展;通過使用Hub擴(kuò)展可撥接多達(dá)127個(gè)外設(shè)。標(biāo)準(zhǔn)USB電纜長度為3m(5m低速)。通過Hub或中繼器可以使外設(shè)距離達(dá)到30m。能夠采用總線供電;USB總線提供最大達(dá)5V電壓、500mA電流。使用靈活。USB共有4種傳輸模式：控制傳輸(control)、同步傳輸(Synchronization)、中斷傳輸(interrupt)、批量傳輸(bulk)，以適應(yīng)不同設(shè)備的需要。

二、USB的應(yīng)用與設(shè)計(jì)

USB的應(yīng)用主要是數(shù)據(jù)采集工作，隨著USB應(yīng)用的日益廣泛，Intel、SGS-Tomson、Cypress、Philips等芯片廠商都推出了具備USB通信接口的單片機(jī)。這些單片機(jī)處理能力強(qiáng)，有的本身就具備多路A/D，構(gòu)成系統(tǒng)的電路簡單，調(diào)試方便，電磁兼容性好，因此采用具備USB接口的單片機(jī)是構(gòu)成USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)較好的方案。USB接口開發(fā)中有相當(dāng)大的工作量是關(guān)于USB軟件的開發(fā)，USB軟件包括三方面的工作：固件(firmware)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和主機(jī)端應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。

1、固件設(shè)計(jì)。固件是運(yùn)行在USB芯片上的程序，可采用匯編語言或C語言設(shè)計(jì)，其主要功能是控制USB芯片接收并處理USB驅(qū)動(dòng)程序的請(qǐng)求、控制USB芯片接收應(yīng)用程序的控制指令、通過USB芯片存放數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)上傳至PC等。

2、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。在Windows平臺(tái)下，USB驅(qū)動(dòng)程序由3部分組成：USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，USB總線驅(qū)動(dòng)程序和USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序，他們必須遵循win32驅(qū)動(dòng)程序模型(WDM)。其中，windows操作系統(tǒng)已經(jīng)提供了處于驅(qū)動(dòng)程序棧底的USB總線驅(qū)動(dòng)程序和USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序。而USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序由設(shè)備開發(fā)者編寫，通過向USB總線驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送包含URB(USB Request Block)的IRP(I/0 Request Packet)，來實(shí)現(xiàn)USB外設(shè)之間的信息交換。當(dāng)主機(jī)應(yīng)用程序要對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行I/0操作時(shí)，調(diào)用Windows API函數(shù)對(duì)win32子系統(tǒng)進(jìn)行win32調(diào)用，由I/O管理器將此請(qǐng)求構(gòu)造成一個(gè)合適的IRP，并把它傳遞給USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接受到這個(gè)IRP后，根據(jù)IRP中的包含的具體操作代碼，構(gòu)造響應(yīng)的URB并把他放到一個(gè)新IRP中，然后把此IRP傳遞到USB總線驅(qū)動(dòng)程序，USB總線驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)IRP中所包含的URB執(zhí)行響應(yīng)的操作，并把操作結(jié)果通過IRP返還給USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接受到此IRP后，將操作結(jié)果通過IRP返還I/O管理器。最后，I/O管理器將此IRP中的操作結(jié)果返還給應(yīng)用程序，至此應(yīng)用程序?qū)SB設(shè)備的一次I/O操作完成。

3、應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。應(yīng)用程序工作于用戶模式，用戶模式可以訪問文件，處理數(shù)據(jù)，人機(jī)交互，不過必須借助設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序來訪問硬件。在VC環(huán)境下開發(fā)的主機(jī)端的應(yīng)用程序，容易實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的打開、關(guān)閉、固件下載、端口配置和文件傳輸?shù)裙δ堋?/p>

USB接口技術(shù)的應(yīng)用正處于高速發(fā)展階段。在USB數(shù)據(jù)采集、USB工業(yè)控制等領(lǐng)域已經(jīng)得到成功的應(yīng)用。隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，USB必將在更廣闊的領(lǐng)域得到更深層次的應(yīng)用。

第二篇：USB 接口器件ISP1581 的接口應(yīng)用設(shè)計(jì)概要

USB接口器件ISP1581的接口應(yīng)用設(shè)計(jì) ■ 解放軍信息工程大學(xué)

王暉

摘要關(guān)鍵詞簡單介紹USB接口的特點(diǎn)和Philips公司的USB接口芯片ISP1581;詳細(xì)介紹USB接口的硬件原理設(shè)計(jì)、固件開發(fā)流程及USB設(shè)備的調(diào)試。

USB

ISP158

1固件

枚舉

微控制器接口

DMA 引

言

通用串行總線USB(Universal Serial Bu s是近年來應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù);是一些大PC廠商,如Microsoft、Int el等,為了解決日益增加的PC外設(shè)與有限的主板插槽和端口之間的矛盾,而制定的一種串行通信的標(biāo)準(zhǔn)。USB以其高速、易于安裝配置、使用靈活和可靠性高而日益受到人們的歡迎?，F(xiàn)在已廣泛使用于計(jì)算機(jī)和周邊設(shè)備的連接,如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備等。

USB控制器一般有兩種類型:一種是MCU集成在芯片里面;另一種是純粹的USB接口芯片,僅處理 USB 通信。前者由于開發(fā)時(shí)需要單獨(dú)的開發(fā)系統(tǒng),因此開發(fā)成本較高;后者只是一個(gè)芯片與MCU接口,實(shí)現(xiàn)USB 通信功能,因此成本較低、可靠性較高。本文主要介紹Philips公司的ISP1581器件的使用方法,它屬于后者。1硬件設(shè)計(jì)

1.1I S P1581芯片特點(diǎn)

ISP1581 是一個(gè)高速USB 器件控制器。它實(shí)現(xiàn)了USB 2.0/1.1 物理層和數(shù)據(jù)協(xié)議

層的任務(wù),并且實(shí)現(xiàn)了

連同端點(diǎn)EP0(設(shè)置用于 訪問設(shè)置緩沖器在內(nèi)的 16 個(gè)USB 端點(diǎn)的共同協(xié) 作;用于基于微控制器 的系統(tǒng),與微控制器/微 處理器的通信是通過一 個(gè)高速的通用并行接口 實(shí)現(xiàn)的,接口速度可達(dá) 12.5M字節(jié)/s或12.5 M字/s;支持DMA傳輸, 可很好地實(shí)現(xiàn)與大容量

存儲(chǔ)設(shè)備的接口;通過ATA/A TAPI接口,可以直接與ATA/A TAPI設(shè)備相連。ISP1581能適應(yīng)大多數(shù)設(shè)備類規(guī)范的設(shè)計(jì),非常適合做很多外圍設(shè)備,如打印機(jī)、掃描儀、外部大容量存儲(chǔ)器和數(shù)碼相機(jī)等的外部接口。(注: ATA/A TAPI,Advanced Technology Attachmen t/Advanced Technology Attachment Peripheral Int erface。中文名稱為高級(jí)技術(shù)附加裝置/高級(jí)技術(shù)附加裝置外圍接口。ATA是一種硬盤接口標(biāo)準(zhǔn),ATA標(biāo)準(zhǔn)的接口類型其實(shí)就是IDE 接口類型。

1.2I S P1581內(nèi)部模塊功能描述

ISP1581內(nèi)集成了多個(gè)模塊,各自完成不同功能,如圖1所示。

① USB2.0收發(fā)器。模擬收發(fā)器通過集成的終端電阻直接與USB電纜相連。

② Philips串行接口引擎(SIE,Serial Interface Engine。完成所有USB協(xié)議層的功能,主要完成以下的功能:同步方式的識(shí)別、并行/串行的轉(zhuǎn)換,位填充/解除填充、CRC校驗(yàn)/產(chǎn)生、包標(biāo)識(shí)(PID校驗(yàn)/產(chǎn)生、地址識(shí)別和握手評(píng)估/產(chǎn)生。考慮到速度,它是全硬件的,不需要

DREQ,DACK CS0,CS1, [16:0] DS/WR 圖

1ISP1581內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖

固件介入。

③ 存儲(chǔ)器管理單元(M M U和集成RA M。MMU 和集成RAM 實(shí)現(xiàn)了USB 總線和微控制器管理器或DMA 管理器之間的速度轉(zhuǎn)換。

④ 微控制器/處理器接口和微控制器/處理器的管理器?？梢灾苯优c大部分微控制器相連。

⑤ DMA 接口和DMA 管理器。DM A 管理器接收到DMA 命令后,可直接把數(shù)據(jù)從內(nèi)部RAM 傳送到外部DM A 設(shè)備或從外部DM A 設(shè)備傳送給內(nèi)部RAM。

2硬件連接

ISP1581 有一個(gè)快速通用接口,利用它可以實(shí)現(xiàn)與大

部分類型的微控制器/處理器的通信。上電時(shí),由引腳BUS_CONF、MODE1 和MODE0 共同設(shè)置。由于MMC2107的外部地址、數(shù)據(jù)總線是分開的,因此在本開發(fā)平臺(tái)上ISP1581只能工作在通用處理器工作模式下,設(shè)置方式如表1所列。

ISP1581提供微控制器接口與微控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,也支持DMA 傳輸。在微控制器速度較高時(shí),兩者的讀寫訪問速度均可達(dá)12.5M b/s ,采用DMA 方式會(huì)增加電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。經(jīng)過綜合比較,采取微控制器接口方式。USB 模塊硬件連接原理如圖2所示。

注:①ISP1581提供兩種復(fù)位方式:a.ISP1581集成有上電復(fù)位電路(POR, RESET 引腳接電源,實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能。b.RESET 引腳接MMC2107的一個(gè)數(shù)字I/O 引腳，將該引腳置低800μs 后置高,實(shí)現(xiàn)復(fù)位。②ISP1581 的供電電壓為3.3V 或5.0V ,I/O 引腳最大能承受5.0V 的電壓。根據(jù)I/O 口的電壓,從3.3V 和5.0V 中選擇一個(gè)作為供電電壓。

3I S P 1581固件(F I R E W A R E 程序設(shè)計(jì) 由于所有的通信都是由主機(jī)發(fā)起,設(shè)備只能響應(yīng)來

自主機(jī)的命令。在這種結(jié)構(gòu)下,ISP1581的固件采取中斷驅(qū)動(dòng)。這樣一方面保證了快速的數(shù)據(jù)傳輸和較好的軟

件結(jié)構(gòu),另一方面簡化了編程和測(cè)試。

固件程序由5部分組成,如圖3所示。(1主循環(huán)流程

上電后,初始化MMC2107和ISP1581。然后,主循環(huán)程序輪詢檢查事件標(biāo)志,進(jìn)入相應(yīng)的子程序進(jìn)行進(jìn)一步的處理。圖4是主循環(huán)的流程。

表

1設(shè)置工作方式

注:這里使用16位總線,AD[0]必須與ISP1581的地端相連。圖

3固件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流向 圖

4USB主循環(huán)程序

圖

2MMC2107與ISP1581硬件連接原理

(2中斷服務(wù)程序(ISR流程

圖5所示的中斷服務(wù)流程,用來處理由ISP1581產(chǎn)生的中斷。通過訪問ISP1581的中斷寄存器,建立正確的事件標(biāo)志,以通知主循環(huán)程序進(jìn)行處理。(3USB 標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求處理

進(jìn)行應(yīng)用通信以前,主機(jī)必須枚舉設(shè)備。該過程是通過給端點(diǎn)0發(fā)送包含標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求(CHA P_9的控制傳

輸實(shí)現(xiàn)的。USB 標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求流程(見圖6譯碼設(shè)備請(qǐng)求類型,轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理子流程。枚舉過程如下: ①主機(jī)使用默認(rèn)地址(地址0讀取設(shè)備描述符G etDeviceDescriptor;② SetAddress;③ 連續(xù)3次G etDev iceDescriptor ,讀取全部設(shè)備描述符;④ G etConfigDescriptor;

⑤ G etStringDescriptor(可能沒有;⑥ 讀取全部ConfigDescriptor 后,主機(jī)將找到新設(shè)備,提示安裝驅(qū)動(dòng)程序。⑦ 在設(shè)備能通信前,主機(jī)給出SetConfiguration 請(qǐng)求,設(shè)備收到后調(diào)整有關(guān)信息,使設(shè)備能被客戶軟件利用。(4廠商請(qǐng)求處理(VENDOR 廠商請(qǐng)求和USB 標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求一樣,都根據(jù)控制傳輸?shù)膬?nèi)容進(jìn)行相應(yīng)處理。本開發(fā)平臺(tái)的固件程序中定義了兩個(gè)廠商請(qǐng)求,分別為取得固件版本和將批量數(shù)據(jù)寫入設(shè)備或從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。

取得固件版本流程如圖7所示。主機(jī)發(fā)送批量數(shù)據(jù)讀寫請(qǐng)求時(shí),在控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)階段,主機(jī)給出需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸方向、頁索引和數(shù)據(jù)定位。控制傳輸結(jié)束后,主機(jī)和設(shè)備就可以根據(jù)雙

方約定,啟動(dòng)批量傳輸。批量傳輸流程如圖8所示。調(diào)

試 4.1 調(diào)試步驟

USB 的調(diào)試可分為以下幾個(gè)步驟: ① 若USB 芯片正常工作,可實(shí)現(xiàn)軟連接,將設(shè)備插 入主機(jī)后,主機(jī)上出現(xiàn)“未知設(shè)備類型”的USB 設(shè)備;② 提供描述符,提供正確的VID 和PID 后,主機(jī)能夠識(shí)別設(shè)備,但要求提供設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序;③ 安裝驅(qū)動(dòng)程序后,調(diào)試各端點(diǎn),使其均可傳輸數(shù)據(jù),用主機(jī)端的測(cè)試程序?qū)ζ溥M(jìn)行測(cè)試,驗(yàn)證硬件及固件的正確性。

中斷服務(wù)程序

圖

5中斷服務(wù)程序流程 圖6

USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求流程 取得固件版本

圖7

取得固件版本流程 圖8

批量傳送流程

4.2調(diào)試工具

因?yàn)槊恳淮蜺SB的傳輸過程,都有時(shí)效要求,等待時(shí)間過長,通信過程也就中止了,因此不適合用硬件仿真器來設(shè)斷點(diǎn)調(diào)試。可采用串口輔助調(diào)試過程,即在固件代碼中加入類似于Printf的語句,向串口輸出一些信息。借此,可以知道程序是否運(yùn)行到此處,以及運(yùn)行到此處時(shí)相應(yīng)的變量或寄存器值。

設(shè)備完成配置后,在Bus Hou nd中可看到該設(shè)備(bus Hound是一種應(yīng)用軟件。選擇該設(shè)備,就可以對(duì)主機(jī)與此設(shè)備間的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和監(jiān)視。Bus Hound 工作在主機(jī)端,串口工作在微控制器端。將串口調(diào)試和Bus Hound兩種手段配合使用,可以使USB通訊過程的調(diào)試更加容易。

在調(diào)試USB設(shè)備時(shí),還可使用UsbView程序。在該程序中可以查看設(shè)備描述符、配置描述符和端點(diǎn)描述符是否正確。

(收稿日期:2004-02-24

第三篇：電腦usb接口不能使用 自行檢測(cè)

電腦usb接口不能使用 自行檢測(cè)

1、通常很多朋友遇到的USB接口不能用，很多問題出在USB設(shè)備上前段時(shí)間有一朋友買了個(gè)智能手機(jī)，但想到網(wǎng)上下載點(diǎn)音樂與手機(jī)桌面背景圖片拷貝到手機(jī)SD卡中，結(jié)果將數(shù)據(jù)線與手機(jī)和電腦連接之后，手機(jī)屏幕上也顯示在充電狀態(tài)，但在電腦中的我的電腦里怎么也找不到可移動(dòng)磁盤(SD卡)的存在，朋友一著急以為手機(jī)USB接口有問題，讓系統(tǒng)吧小編看看。不過小編看了下手機(jī)，手機(jī)解鎖之后發(fā)現(xiàn)手機(jī)上有提示是否需要打開USB設(shè)備，選擇打開之后，一會(huì)我的電腦中就顯示出了可移動(dòng)磁盤了。通過這個(gè)例子小編想說，如果遇到 USB接口沒反應(yīng)，最好想想設(shè)備是否有開關(guān)，USB線是否連接好，新設(shè)備最好看下使用說明書等等。最好的辦法大家可以先換個(gè)USB口以及重新拔插幾次，不行建議換個(gè)電腦試試，檢查下到底是電腦還是設(shè)備的問題。

2、USB本身問題

USB接口問題可以分為硬件問題也可以分為軟件問題，下面我們先從軟件方面說其，比如USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)不小小心給刪除或者在BIOS中設(shè)置了禁用 USB設(shè)備就會(huì)導(dǎo)致電腦USB接口沒反應(yīng)，因此導(dǎo)致USB接口肯定用不了。遇到這種情況我們首先需要確認(rèn)USB設(shè)備沒問題，比如我們將無線鼠標(biāo)或者U盤等 USB設(shè)備放別的電腦上有用，放這臺(tái)電腦有問題，則基本可以確認(rèn)為USB本身問題了。

解決辦法：

首先在這臺(tái)有問題的電腦上看看USB是前置接口還是后置接口，很多時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一些電腦前置USB接口不可用，但后面的可以，主要是因?yàn)榍爸肬SB 接口是機(jī)箱提供了，需要將機(jī)箱的USB接口線插在主板對(duì)應(yīng)位置，但很多裝機(jī)的朋友可能忘記了插USB前置線，這樣一來前面的USB接口就不能用了，而機(jī)箱后面的USB接口是直接集成在主板當(dāng)中的，因此不存在沒連接的情況。因此遇到USB接口不能用，最好以機(jī)箱后面的USB接口為準(zhǔn)。

第四篇：人機(jī)工程學(xué)USB改進(jìn)論文

人機(jī)工程學(xué)是一門多學(xué)科的交叉學(xué)科，研究的核心問題是不同的作業(yè)中人、機(jī)器及環(huán)境三者間的協(xié)調(diào)，研究方法和評(píng)價(jià)手段涉及心理學(xué)、生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、人體測(cè)量學(xué)、美學(xué)和工程技術(shù)的多個(gè)領(lǐng)域，研究的目的則是通過各學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用，來指導(dǎo)工作器具、工作方式和工作環(huán)境的設(shè)計(jì)和改造，使得作業(yè)在效率、安全、健康、舒適等幾個(gè)方面的特性得以提高。

“人機(jī)工程學(xué)”的確切定義是，把人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)作為研究的基本對(duì)象，運(yùn)用生理學(xué)、心理學(xué)和其它有關(guān)學(xué)科知識(shí)，根據(jù)人和機(jī)器的條件和特點(diǎn)，合理分配人和機(jī)器承擔(dān)的操作職能，并使之相互適應(yīng)，從而為人創(chuàng)造出舒適和安全的工作環(huán)境，使工效達(dá)到最優(yōu)的一門綜合性學(xué)科。

USB的人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，包括外形，材質(zhì)等等很多方面。本組主要針對(duì)常見U盤的USB接口出現(xiàn)的插入過程中發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行研究和解決。

隨著計(jì)算機(jī)硬件飛速發(fā)展，外圍設(shè)備日益增多。這么多的設(shè)備，如何接入個(gè)人計(jì)算機(jī)？USB就是基于這個(gè)目的產(chǎn)生的。USB是一個(gè)使計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)化、單一化的接口，其規(guī)格是由Intel（英特爾）、NEC（日本電氣株式會(huì)社）、Compaq（康柏）、DEC（美國數(shù)字設(shè)備公司）、IBM（國際商業(yè)機(jī)器公司）、Microsoft（微軟）、Northern Telecom（北方電信公司）聯(lián)合制定的

USB是一種統(tǒng)一的傳輸規(guī)范，但是接口有許多種，最常見的就是咱們電腦上用的那種扁平的，這叫做A型口，里面有4根連線，根據(jù)誰插接誰分為公母接口，一般線上帶的是公口，機(jī)器上帶的是母口。

在使用過程中，每個(gè)人幾乎都遇到過這個(gè)問題。就是當(dāng)你無法看到USB接口時(shí)。在插入你的USB設(shè)備的時(shí)候。常常會(huì)因?yàn)榉较驔]插對(duì)。公口和母口中間的塑料部分無法契合。需要再次嘗試。而如果是在沒有光線的環(huán)境下使用。則更加難以準(zhǔn)確方便的插好U盤?？赡苓@個(gè)問題是個(gè)很小的問題。只要換個(gè)方向或者一些其它的小方法就能解決這個(gè)事情?？墒乾F(xiàn)代社會(huì)USB的使用頻率如此之高。每個(gè)人因?yàn)檫@個(gè)問題而耽誤的時(shí)間累加起來就是一個(gè)十分龐大的數(shù)字了。

解決這個(gè)問題。首先，USB設(shè)備插口是一種通行的標(biāo)準(zhǔn)了，若要從插口形狀下手。難度十分大。所以我們覺得從另一個(gè)方面入手。在U盤的身上下功夫來解決問題。我們的設(shè)想是在U盤上放置一個(gè)小型的發(fā)光電路。用作方向標(biāo)識(shí)，同時(shí)在光線不足的情況下也能提供照明，照明所需要的電源來自另一端口。在U盤插口外層金屬皮接觸到另一端口時(shí)。將電流導(dǎo)入照明電路。使使用者能正確的插好U盤。

所以我們可以在那U盤電板上設(shè)

置一個(gè)由NPN硅晶體管組成的一 個(gè)電路，把電路中晶體管的輸入

端的反向電流與電腦中USB接口端的電流方向一 致

由于電腦USB端的電壓很小只有5V，而晶體管的輸入電壓也可以很小，并且晶體管對(duì)于二極管而言，其具有保護(hù)電路的作用。所以我們?cè)O(shè)置電路圖如下，其工作原理是：當(dāng)將U盤接到電腦時(shí)，若是插反了，則U盤中晶體管電路中的電流導(dǎo)通，此時(shí)晶體管中的小燈泡將發(fā)亮，以解決晚上分不清正反之用；若接對(duì)了，則U盤就正常工作，而且小燈泡不會(huì)發(fā)亮，這樣既能解決由于發(fā)光而給你工作學(xué)習(xí)帶來不必要的影響，又能節(jié)約電能。

第五篇：網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究論文.

網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)研究論文

摘要:網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)是一個(gè)過程,近年來,以Internet為標(biāo)志的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展異常迅速。但I(xiàn)nternet恰似一把鋒利的雙刃劍,它在為人們帶來便利的同時(shí),也為計(jì)算機(jī)病毒和計(jì)算機(jī)犯罪提供了土壤,針對(duì)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及數(shù)據(jù)庫等,無論是其自身的設(shè)計(jì)缺陷,還是由于人為的因素產(chǎn)生的各種安全漏洞,都可能被一些另有圖謀的黑客所利用并發(fā)起攻擊,因此建立有效的網(wǎng)絡(luò)安全防范體系就更為迫切。若要保證網(wǎng)絡(luò)安全、可靠,則必須熟知黑客網(wǎng)絡(luò)攻擊的一般過程。只有這樣方可在黒客攻擊前做好必要的防備,從而確保網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全和可靠。

本文從網(wǎng)絡(luò)安全、面臨威脅、病毒程序、病毒防治安全管理等幾個(gè)方面,聯(lián)合實(shí)例進(jìn)行安全技術(shù)淺析。并從幾方面講了具體的防范措施,讓讀者有全面的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識(shí),在對(duì)待網(wǎng)絡(luò)威脅時(shí)有充足的準(zhǔn)備。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)安全面臨威脅病毒程序病毒防治

一、網(wǎng)絡(luò)安全

由于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,整個(gè)世界經(jīng)濟(jì)正在迅速地融為一體,而整個(gè)國家猶如一部巨大的網(wǎng)絡(luò)機(jī)器。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為國家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和命脈。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)濟(jì)和生活的各個(gè)領(lǐng)域正在迅速普及,整個(gè)社會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴程度越來越大。眾多的企業(yè)、組織、政府部門與機(jī)構(gòu)都在組建和發(fā)展自己的網(wǎng)絡(luò),并連接到Internet上,以充分共享、利用網(wǎng)絡(luò)的信息和資源。網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力,其地位越來越重要。伴隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,也產(chǎn)生了各種各樣的問題,其中安全問題尤為突出。了解網(wǎng)絡(luò)面臨的各種威脅,防范和消除這些威脅,實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)安全已經(jīng)成了網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中最重要的事情。

網(wǎng)絡(luò)安全問題已成為信息時(shí)代人類共同面臨的挑戰(zhàn),國內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)安全問題也日益突出。具體表現(xiàn)為:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)受病毒感染和破壞的情況相當(dāng)嚴(yán)重;電腦黑客活動(dòng)已形成重要威脅;信息基礎(chǔ)設(shè)施面臨網(wǎng)絡(luò)安全的挑戰(zhàn);信息系統(tǒng)在預(yù)測(cè)、反應(yīng)、防范和恢復(fù)能力方面存在許多薄弱環(huán)節(jié);網(wǎng)絡(luò)政治顛覆活動(dòng)頻繁。

隨著信息化進(jìn)程的深入和互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式正在發(fā)生巨大變化,效率大為提高,信息資源得到最大程度的共享。但必須看到,緊隨信息化發(fā)展而來的網(wǎng)絡(luò)安全問題日漸凸出,如果不很好地解決這個(gè)問題,必將阻礙信息化發(fā)展的進(jìn)程。

二、面臨威脅 1.黑客的攻擊

黑客對(duì)于大家來說,不再是一個(gè)高深莫測(cè)的人物,黑客技術(shù)逐漸被越來越多的人掌握和發(fā)展,目前,世界上有20多萬個(gè)黑客網(wǎng)站,這些站點(diǎn)都介紹一些攻擊方法和攻擊軟件的使用以及系統(tǒng)的一些漏洞,因而系統(tǒng)、站點(diǎn)遭受攻擊的可能性就變大了。尤其是現(xiàn)在還缺乏針對(duì)網(wǎng)絡(luò)犯罪卓有成效的反擊和跟蹤手段,使得黑客攻擊的隱蔽性好,“殺傷力”強(qiáng),是網(wǎng)絡(luò)安全的主要威脅。

2.管理的欠缺

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的嚴(yán)格管理是企業(yè)、機(jī)構(gòu)及用戶免受攻擊的重要措施。事實(shí)上,很多企業(yè)、機(jī)構(gòu)及用戶的網(wǎng)站或系統(tǒng)都疏于這方面的管理。據(jù)IT界企業(yè)團(tuán)體ITAA 的調(diào)查顯示,美國90%的IT企業(yè)對(duì)黑客攻擊準(zhǔn)備不足。目前,美國75%-85%的網(wǎng)站都抵擋不住黑客的攻擊,約有75%的企業(yè)網(wǎng)上信息失竊,其中25%的企業(yè)損失在25萬美元以上。

3.網(wǎng)絡(luò)的缺陷

因特網(wǎng)的共享性和開放性使網(wǎng)上信息安全存在先天不足,因?yàn)槠滟囈陨娴腡CP/IP協(xié)議簇,缺乏相應(yīng)的安全機(jī)制,而且因特網(wǎng)最初的設(shè)計(jì)考慮是該網(wǎng)不會(huì)因局部故障而影響信息的傳輸,基本沒有考慮安全問題,因此它在安全可靠、服務(wù)質(zhì)量、帶寬和方便性等方面存在著不適應(yīng)性。

4.軟件的漏洞或“后門”

隨著軟件系統(tǒng)規(guī)模的不斷增大,系統(tǒng)中的安全漏洞或“后門”也不可避免的存在,比如我們常用的操作系統(tǒng),無論是Windows還是UNIX幾乎都存在或多或少的安全漏洞,眾多的各類服務(wù)器、瀏覽器、一些桌面軟件等等都被發(fā)現(xiàn)過存在安全隱患。大家熟悉的尼母達(dá),中國黑客等病毒都是利用微軟系統(tǒng)的漏洞給企業(yè)造成巨大損失,可以說任何一個(gè)軟件系統(tǒng)都可能會(huì)因?yàn)槌绦騿T的一個(gè)疏忽、設(shè)計(jì)中的一個(gè)缺陷等原因而存在漏洞,這也是網(wǎng)絡(luò)安全的主要威脅之一。

5.企業(yè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部

網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部用戶的誤操作,資源濫用和惡意行為防不勝防,再完善的防火墻也無法抵御來自網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的攻擊,也無法對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的濫用做出反應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性、多變性,以及信息系統(tǒng)的脆弱性,決定了網(wǎng)絡(luò)安全威脅的客觀存在。我國日益開放并融入世界,但加強(qiáng)安全監(jiān)管和建立保護(hù)屏障不可或缺。目前我國政府、相關(guān)部門和有識(shí)之士都把網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管提到新的高度,衷心希望在不久的將來,我國信息安全工作能跟隨信息化發(fā)展,上一個(gè)新臺(tái)階。

三、計(jì)算機(jī)病毒程序及其防治

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)了大量的數(shù)據(jù)信息,尤其是當(dāng)前的電子商務(wù)行業(yè) 中,網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為其存貯商業(yè)機(jī)密的常用工具。經(jīng)濟(jì)學(xué)家曾就“網(wǎng)絡(luò)與經(jīng)濟(jì)”這一話題展開研究,70%的企業(yè)都在采取網(wǎng)絡(luò)化交易模式,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)丟失后帶來的經(jīng)濟(jì)損失無可估量。

1、病毒查殺。這是當(dāng)前廣大網(wǎng)絡(luò)用戶們采取的最普遍策略,其主要借助于各種形式的防毒、殺毒軟件定期查殺,及時(shí)清掃網(wǎng)絡(luò)中存在的安全問題?？紤]到病毒危害大、傳播快、感染多等特點(diǎn),對(duì)于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的攻擊危害嚴(yán)重,做好軟件升級(jí)、更新則是不可缺少的日常防范措施。

2、數(shù)據(jù)加密。計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展使得數(shù)據(jù)加技術(shù)得到了更多的研究,當(dāng)前主要的加密措施有線路加密、端與端加密等,各種加密形式都具備自己獨(dú)特的運(yùn)用功能,用戶們只需結(jié)合自己的需要選擇加密措施,則能夠發(fā)揮出預(yù)期的防范效果。

3、分段處理?！胺侄巍钡谋举|(zhì)含義則是“分層次、分時(shí)間、分種類”而采取的安全防御策略,其最大的優(yōu)勢(shì)則是從安全隱患源頭開始對(duì)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)險(xiǎn)實(shí)施防范,中心交換機(jī)具備優(yōu)越的訪問控制功能及三層交換功能,這是當(dāng)前分段技術(shù)使用的最大優(yōu)勢(shì),可有效除去帶有病毒文件的傳播。

例如熊貓燒香病毒給我們帶來了很大的沖擊,它是一種經(jīng)過多次變種的蠕蟲病毒變種,2006年10月16日由25歲的中國湖北武漢新洲區(qū)人李俊編寫,2007年1月初肆虐網(wǎng)絡(luò),它主要通過下載的檔案傳染。對(duì)計(jì)算機(jī)程序、系統(tǒng)破壞嚴(yán)重。熊貓燒香其實(shí)是一種蠕蟲病毒的變種,而且是經(jīng)過多次變種而來的,由于中毒電腦的可執(zhí)行文件會(huì)出現(xiàn)“熊貓燒香”圖案,所以也被稱為“熊貓燒香”病毒。但原病毒只會(huì)對(duì)EXE圖標(biāo)進(jìn)行替換,并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)本身進(jìn)行破壞。而大多數(shù)是中的病毒變種,用戶電腦中毒后可能會(huì)出現(xiàn)藍(lán)屏、頻繁重啟以及系統(tǒng)硬盤中數(shù)據(jù)文件被破壞等現(xiàn)象。同時(shí),該病毒的某些變種可以通過局域網(wǎng)進(jìn)行傳播,進(jìn)而感染局域網(wǎng)內(nèi)所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng),最終導(dǎo)致企業(yè)局域網(wǎng)癱瘓,無法正常使用,它能感染系統(tǒng)中exe,com,pif,src,html,asp等文件,它還能終止大量的反病毒軟件進(jìn)程并且會(huì)刪除擴(kuò)展名為gho的文件,該文件是一系統(tǒng)備份工具GHOST的備份文件,使用戶的系統(tǒng)備份文件丟失。被感染的用戶系統(tǒng)中所有.exe可執(zhí)行文件全部被改成熊貓舉著三根香的模樣。除了通過網(wǎng)站帶毒感染用戶之外,此病毒還會(huì)在局域網(wǎng)中傳播,在極短時(shí)間之內(nèi)就可以感染幾千臺(tái)計(jì)算機(jī),嚴(yán)重時(shí)可以導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。中毒電腦上會(huì)出現(xiàn)“熊貓燒香”圖案,所以也被稱為“熊貓燒香”病毒。中毒電腦會(huì)出現(xiàn)藍(lán)屏、頻繁重啟以及系統(tǒng)硬盤中數(shù)據(jù)文件被破壞等現(xiàn)象。病毒危害病毒會(huì)刪除擴(kuò)展名為gho的文件,使用戶無法使用ghost軟件恢復(fù)操作系統(tǒng)?！靶茇垷恪备腥鞠到y(tǒng)的.exe.com.f.src.html.asp文件,添加病毒網(wǎng)址,導(dǎo)致用戶一打開這些網(wǎng)頁文件,IE就會(huì)自動(dòng)連接到指定的病毒網(wǎng)址中下載病毒。在硬盤各個(gè)分區(qū)下生成文件autorun.inf和setup.exe,可以通過U盤和移動(dòng)硬盤等方式進(jìn)行傳播，并且利用Windows系統(tǒng)的自動(dòng)播放功能來運(yùn)行,搜索硬盤中的.exe可執(zhí)行文件并感染,感染后的文件圖標(biāo)變成“熊貓燒香”圖案?！靶茇垷?/p>

香”還可以通過共享文件夾、系統(tǒng)弱口令等多種方式進(jìn)行傳播。該病毒會(huì)在中毒電腦中所有的網(wǎng)頁文件尾部添加病毒代碼。一些網(wǎng)站編輯人員的電腦如果被該病毒感染,上傳網(wǎng)頁到網(wǎng)站后,就會(huì)導(dǎo)致用戶瀏覽這些網(wǎng)站時(shí)也被病毒感染。

由于這些網(wǎng)站的瀏覽量非常大,致使“熊貓燒香”病毒的感染范圍非常廣,中毒企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)已經(jīng)超過千家,其中不乏金融、稅務(wù)、能源等關(guān)系到國計(jì)民生的重要單位。總之,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全管理和維護(hù)工作不是一朝一夕的事情,而是一項(xiàng)長期的工作,要做好這項(xiàng)工作,需要我們不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),學(xué)習(xí)新知識(shí),引入先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備和技術(shù),確保網(wǎng)絡(luò)的高效安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn): [1] 施威銘工作室.網(wǎng)絡(luò)概論.北京: 中國鐵道出版社.2003 [2] 高傳善, 曹袖.數(shù)據(jù)通信與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).北京:高等教育出版社.2004.11 [3] 郭秋萍.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程.北京航空航天大學(xué)出版社 [4] 蔡開裕.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò).北京:機(jī)械工業(yè)出版社