USB总线学习心得及资料

看了一下usb协议资料，对usb原理有了一个简单的了解。

usb总线和pci总线一样，总线的作用都是提供通道，各种设备利用总线通道来实现自己的功能。

• usb总线的主要特点：是一个星形的共享性总线，总线控制器逐个的询问总线上的设备是否需要数据收发，如果有数据需要传输则赋予设备操作总线的令牌。

• usb总线的星形拓扑结构：

• usb设备的组织结构：星形总线上的每个usb设备都有一个自己的device address来标示自己，以区分出host是在和谁通讯。device内部进一步细分为多个端点(endpoint)，usb通讯的基本单位就是端点，0号端点是控制用的，其他还有哪些端点是从0号端点中读出的配置信息知晓的。

• usb设备的内部逻辑：一组端点(endpoint)可以组成一个接口(interface)，每个接口需要一个配置一个(configuration)，多个接口可能共一个配置，所以一个配置可以对应多个接口，每个设备有一个描述符(descriptor)。

• usb的总线枚举和配置过程：usb host需要给总线上的设备分配不同的地址才不会冲突，usb的星形拓扑连接设备都是通过hub的端口连结到总线上的。总线初始化枚举设备时，usb设备的地址都是默认地址0，但是hub的端口都是关闭的所以并不产生设备冲突，host逐个打开hub的端口，逐个利用打开端口上设备的默认地址0来配置设备，给其分配新的地址，从endpoint 0中读出设备的配置并设置。在运行过程中usb设备的热插拔也是和这类似的。

• usb的驱动结构层次：最底层是usb控制器驱动HCD(Host Controller Driver)，负责操作usb host；中间一层是usb核心层，usb根据hcd提供的接口实现usb总线通用层，向下配置初始化设备，向上提供endpoint等级的操作接口；最上一层是usb功能性驱动，根据usb总线层提供的endpoint通讯能力，实现具体的业务，比如usb磁盘驱动、usb声卡驱动、usb网卡驱动等等。

• usb的规格和速率：

USB 3.0 超高速SuperSpeed 5Gbps 约500MB/S(5000 Mbit/s) USB 2.0 高速Hi-Speed 480Mbps 约60MB/S(60,000KB/S) USB 1.1 全速Full Speed 12Mbps 约1.5MB/S(1,500KB/S) USB 1.0 低速Low Speed 1.5Mbps 187.5KB/S(192000Bytes/S)

• usb host控制器分类：

usb1.0有两种控制器标准：OHCI康柏的开放主机控制器接口，UHCI Intel的通用主机控制器接口。它们的主要区别是UHCI更加依赖软件驱动，因此对CPU要求更高，但是自身的硬件会更廉价。
usb2.0只有一种控制器标准：EHCI。因为EHCI只支持高速传输，所以EHCI控制器包括四个虚拟的全速或者慢速控制器。

• 参考资料：

附件： usb总线协议.rar
附件： usb总线控制器.rar
附件： usb网上相关资料.rar