原创 USB接口基本概念(1)

USB --Universal Serial Bus 

1、特点：

    即插即用，热插拔

2、标准：

USB1.0 (USB2.0 Low-Speed)    1.5Mbit/s

USB1.1 (USB2.0 Full-Speed)   12Mbit/s

USB2.0 (USB2.0 High-Speed)   480Mbit/s 

USB3.0 (super-speed 兼容USB2.0)          5Gbit/s    全双工

3、接口：usb2.0  半双工

USB采用了NRZI（反相非归零）编码和差分信号。

4、USB协议比较复杂，开发USB从设备时，一般用专门的控制芯片，

   USB常用控制芯片 ：FT2232H、cy7c68013 等

5、USB是主从工作模式，分为USB主机（USB HOST） 和 USB从设备（USB SLAVE）。只有当一

台HOST与一台SLAVE连接时才能实现数据。简单的说，如果一个数码设备支持USB HOST，那么

它就可以从另外一个USB设备中取得数据。

读写USB设备的数据都是由USB主机端发起的。例如： U盘插电脑，电脑是USB主机，U盘是从

设备，读写控制都是由USB主机端主机发起。

6、USB总线物理拓扑结构：

对于每个usb系统来说，都有一个称为HOST控制器的设备，该Host控制器和一个根Hub作为一

个整体。这个根HUb下可以接多级Hub，每个Hub又可以接子Hub。每个usb设备作为一个节点接

在不同级别的Hub上。每条usb总线上最多可以接127个设备。

USB HOST ：管理USB系统、发送配置请求对USB设备进行配置操作、对总线上的错误进行管理和恢复；

USB DECIVE ：接收USB总线上的所有数据包，通过数据包的地址域来判断是不是发给自己的数据包。若地址不符，则简单地丢弃该数据包；若地址相符，则通过响应USBHOST的数据包与USB HOST进行数据传输。

7、USB识别不同设备根据各种描述符，主要有 设备，配置，接口，端点4个层次的描述符。

设备通常有一个或多个配置，配置通常有一个或多个接口，接口有零或多个端点。

每个usb设备有1个设备描述符，可以包含一个或多个配置，不同的配置使设备表现出不同的功能组合（在 探测，连接期间需从其中选定一个），配置由多个接口组成。在usb协议中，接口由多个端点组成，代表一个基本的功能，是usb设备驱动程序控制的对象，一 个功能复杂的usb设备可以具有多个接口，而接口是端点的汇集

例子

一个usb播放器带有音频，视频功能，还有旋钮和按钮

配置1 音频（接口）+旋钮（接口）

配置2 视频（接口）+音频（接口）+按钮（接口）

每个接口对应一个驱动程序。

每个usb设备有一个唯一的地址，这个地址是在设备连上主机时，由主机分配的，而设备中的每个端点在设备内部有唯一的端点号，这个端点号是在设计设备时给定的。每个端点都是一个简单的连接点，或者支持数据流进设备，或者支持其流出设备，两者不可兼得。

设备被枚举时，它必须向主机报告各个端点的特性，包括端点号，通信方向，端 点支持的最大包大小，带宽要求等（其中端点支持的最大包大小叫做数据有效负载）。每个设备必须有端点0，它用于设备枚举和对设备进行一些基本的控制功能。 除了端点0，其余的端点在设备配置之前不能与主机通信，只有向主机报告这些端点的特性并被确认后才能被激活。

8、USB 数据传输类型：不同传输方式适用于不同场合

（1）控制（control）传输：

            高速端点只能是64字节；用于端点0和主机配置信息和描述符的传 输。其他端点也支持控制传输。

（2）块(bulk)传输:   高速端点只能是512字节，最后一个包可以小于512字节。

（3）中断传输：      高速端点数据包长度小于等于1024字节。

（4）同步传输：      高速端点数据包长度小于等于1024字节。

  数据包长度最大 1024个字节