原创 USB学习基础知识2

2  USB中的Hub（集线器）

2.1 USB中Hub的概念

        USB中的Hub提供USB设备和主机之间的电气接口，其构成为：
（1）中继器（Hub Repeater）：响应主机与设备的连接的建立与断开。同时支持总线数据错误检测与恢复、总线连接与断开的检测等功能。
（2）控制器（Hub Controller)：负责主机与集线器间的通信事务。提供Hub的特殊状态与控制命令以便主机对Hub进行配置，同时负责监视和控制其下游端口的活动。
（3）事务转发处理器（Transaction Translator）：对高速通信过程中的事务进行分割，并在其下游端口有全/低速设备接入时，将事务转换为下游设备可接受的全/低速型事务

         所以，Hub的主要功能为：
（1）管理主机与设备的连接
（2）电源管理
（3）设备接入/断开检测
（4）总线错误的检测与恢复
（5）对高速、全速、低速设备的支持

2.2 USB中的Hub体系结构

2.2.1 Hub的内部结构如下图：

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  Hub上游端口接入高速环境时，必须工作于高速模式；
  
  
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  上游接入全/低速环境时，必须工作于全/低速模式；
  
  
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  在上下游端口接入同种设备时，能支持3种速度模式；
  
  
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  当Hub工作于高速模式，但下游接入全/低速设备时，Transaction Translator对高速事务进行分割，将其转换为全/低速事务
  
  
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  当Hub上游端口接入一个工作于全/低速的电气环境中时，Hub的高速功能被禁用，即Hub只能工作于全/低速模式。
  
  
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  ****************注：此处不是完全明白。

2.2.2 Hub中数据包信号的连接

Hub根据是否要传送数据包，或转发信号，或是处于空闲状态，Hub表现出不同的连接行为。

        Hub Repeater通常会包含一个向上游的端口和多个向下游的端口。通常上游端口接入主机，下游端口接入设备。

        如上图，（第2张图）在某下游端口被接通后，并且Hub检测到有从下游向上游流动的数据时，会建立一个流向上游的数据通道。只有Hub本身能看到该通道，其他下游端口则看不到。

         在数据向下游流动的模式中，Hub采用广播方式。在检测到有数据包后，Hub为每条接通的下游端口都建立一条数据通道，使其能够收到数据，对于那些未接通的端口，Hub则不建立该通道。