SylixOS USB總線原理淺析

1. USB總線的工做原理

1.1 USB總線的硬件接線

如圖 1.1和圖 1.2所示，USB接口只有4條線：VCC，GND，D-，D+。PC機的USB插孔的D-和D+數據線均鏈接15K歐姆的下拉電阻。而USB設備端的D-或D+數據線鏈接1.5K歐姆的上拉電阻。當設備插入PC機的時候，會將PC機的D-或D+端的電壓拉高，當PC機在D-或D+端檢測到高電平時，就知道有設備插入了。若是是PC機D-端被拉高，接入的則是USB低速設備；若是是PC機D+端被拉高，接入的則是USB全速或高速設備。

                          

圖 1.1 USB全速（高速）設備硬件接線圖

                            

圖 1.2 USB低速設備硬件接線圖

1.2 USB設備獲取設備信息過程

如圖 1.3所示，當PC機檢測到有USB設備插入後，會主動向設備發送命令包，請求設備的設備信息。設備必須向PC機回覆設備的信息（以描述符形式）。

                                                   

圖 1.3 USB設備獲取設備信息過程

2. USB總線的一些概念

USB結構類型是主從結構。全部的USB傳輸，都是從USB主機方發起。例如：USB鼠標滑動一下馬上產生數據，可是它沒有能力通知PC機來讀取數據，只能被動地等待PC機讀取它的數據。
USB傳輸速度有：低速1.5Mbps（USB1.0協議）、全速12Mbps（USB1.1協議）、高速480Mbps（USB2.0協議）和超高速5Gbps（USB3.0協議）。
USB的傳輸類型：
控制傳輸：可靠，時間有保證，好比：USB設備的識別過程；
批量傳輸：可靠，時間沒有保證，好比：U盤；
中斷傳輸：可靠，實時，好比：USB鼠標；
實時傳輸：不可靠，實時，好比：USB攝像頭。
USB傳輸的對象：端點(endpoint)
每個端點都有傳輸類型和傳輸方向。所謂的"讀U盤"、"寫U盤"，能夠細化爲：把數據寫到U盤的端點1，從U盤的端點2裏讀出數據。除了端點0外，每個端點只支持一個方向的數據傳輸。注意：端點0用於控制傳輸，既能輸出也能輸入。術語裏、程序裏說的輸入（IN）、輸出（OUT）都是基於USB主機的立場說的。好比鼠標的數據是從鼠標傳到PC機，對應的端點稱爲"輸入端點"。
全部USB通訊數據的來源和目的都是基於端點。每一個USB設備最多包含16個端點，注意：3（IN）和3（OUT）是兩個不一樣的端點。
 
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