USB入門系列之二 —— USB的鏈接模型

USB入門系列之二 —— USB的鏈接模型 收藏
2007-12-10 14:29
USB是一種主從結構。主機叫作Host，從機叫作Device（也叫作設備），集線器也被看成一種特殊的設備處理。USB的數據交換隻能發生在主機和設備之間，主機和主機，設備和設備之間不能互連。爲了在物理上區分主機和設備，使用了不一樣的插頭和插座，這個在USB的鏈接器一節中會講到。全部的數據傳輸都由主機主動發起，而設備只是被動的負責應答。例如，在讀數據時，USB先發出讀命令，設備收到該命令後，才返回數據。在USB OTG中，一個設備能夠在從機和主機之間切換，這樣就能夠實現設備與設備之間的鏈接，大大增長了USB的使用範圍。但這時依然沒有脫離這種主從關係，兩個設備之間必然有一個做爲主機，另外一個做爲從機。USB OTG增長了一種MINI USB接頭，比普通的4線USB多了一個ID表識線，用來代表它是主機仍是設備，這個之後會講到。
    USB的拓撲結構爲金字塔型。由一個USB主控制器出發，下面接USB集線器，USB集線器將一個USB口擴展爲多個USB口，多個USB口又能夠經過集線器爲更多個接口。但USB協議中對集線器的層數是有限制的，USB1.1規定最多爲4層，USB2.0規定最多爲6層。理論上，一個USB主控制器最多可接127個設備，這是由數據包中的7位地址位決定的，可是實際上不會接這麼多的設備。咱們所說的一個USB主控制器能夠鏈接多個USB設備，並非直接簡單的將多個設備並聯或者串聯，而是要由集線器負責端口擴展，才能鏈接更多的設備。在咱們的電腦上，也有一個（或者多個，視USB主控制器的個數而定）集線器，它叫作根集線器，直接連在USB主控制器上。在設備管理器中，咱們能夠看到USB主控制器和根集線器。以下圖所示。USB數據傳輸路徑以下：USB主控制器發出數據包，經過根集線器，再經過下面的集線器（若是有的話），再發給USB設備；設備返回數據，交給它上層的集線器，上層的集線器再交給更上層的集線器，直到USB主控制器爲止。而USB主控制器就能夠跟CPU打交道了。在標準的PC機上，USB主控制器是掛在PCI總線上的。在Windows中，USB由各類驅動程序負責管理，最後由驅動程序產生功能設備(FDO)，這就是咱們所看到的實際設備了。咱們的應用程序就能夠經過Windows提供的各類API進行訪問USB設備了，例如CreateFile，ReadFile，DeviceIOControl等等。 

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