USB 关键字

USB 涉及 PC 和嵌入式领域 , 完整的 USB 设备和主机的设计会应用到其中很多概念和知识。 因此 , 作为起步阶段 , 能够了解和掌握各种关键的概念、词汇及其简称 , 对于整个 USB 知识的把握是很必要的。 下面列举一些常用的关键字的简称和释义。

(1) 握手应答包( Acknowledge Packet , 简写为 ACK)。 用于 USB 主机与设备之间数据传输时 , 指示应答的握手信号。

(2) 缓冲区( Buffer) 。 计算机或者是嵌入式系统中 , 用于暂时存储不能及时或大量传送的数据的内存单元。

(3) 批量传输( Bulk Tran sfer )。 USB 的 4 种传输类型之一。 用于对时间没有特殊要求 ,但总量很大的数据的传输。

(4) 总线枚举( Bus Enumeration)。 USB 主机对于 USB 设备的检测和配置。

(5) 控制传输( Control Transfer) 。 USB 的 4 种传输类型之一。 主要用于主机与设备之间配置、命令及状态等数据的传输。

(6) 设备( Device)。 这是一个非常重要的概念 , 是指能够实现某种 USB 功能的逻辑或物理实体。 USB 协议将设备分为 3 个层次 :

• 从最低的层次来讲 , 设备指的就是单个的元件 , 比如一个 Flash 存储设备 ;
• 从更高一层次来讲 , 设备是能够实现某种特定功能的硬件的集合体 , 比如 USB 的接口设备 ;
• 最高层次上的 USB 设备 , 是指其所能够实现的功能。

在文中没有特殊提到时 , 设备指的就是一个 USB 集线器或者是一种 USB 的功能。 比如优盘就是一个 USB 设备 , 因为它能实现 USB 的 Mass Storage 的功能。

(7) 端点( Endpoint , 简写为 EP )。 又一个重要的概念。 从物理机制来说 , 端点可以是嵌入式系统或 PC 上的一个数据缓冲区 , 用来存放和发送 USB 的各种数据 ; 从逻辑上来说 , 端点可以视为数据的收发器 , 可以按照定义的传输方式来交换数据。 每个端点都有惟一确定的地址 , 即端点号。 每个端点根据相关硬件芯片的不同设置成不同的传输特性 , 比如输入/输出端点、配置端点及批量传输端点等。

(8) 域( Field)。 USB 协议中规定的组成包的单元。

(9) 帧( Frame)。 这是一个时间概念 , 指的是从一个 SOF 令牌开始到下一个 SOF 发送之间的时间 , 其中包含了一系列的数据传送。

(10) 功能( Function)。 通过 USB 实现的某种作用或任务。 比如 USB 的数码相机等 , 它同时也是一个 USB 的设备 , 起到了传输照片数据等的功能。

(11) 人机交互设备( Human Interface Device, 简写 为 HID)。 USB 协议规定的设备类之一。 常见的 USB 鼠标、键盘等设备均属于 HID。 Windows 等操作系统对于 HID 有很好的支持 , 提供了完整的驱动程序。 HID 的 PC 级开发因此仅需针对应用级用户程序。

(12) 主机( Host)。 是整个 USB 体 系的 核 心。 它包括主机接口控制器硬件和驱动程序2个层次。

(13) 集线器( Hub )。 提供 USB 设备 到主机的连接点。 能够为相应的 USB 设备提供电源 , 并在一定程度上检测和管理连接的 USB 设备。

(14) 同步传输( Isochronous Transfer )。 4 种 USB 传输类型之一。 适用于对时间有严格要求的数据的传输 , 比如音频数据的传输。 USB 总线能够保证为同步传输提供固定的带宽 ,并有可能因此占用批量传输等的带宽 , 而优先满足同步传输的需要。

(15) 最低有效位( Least Significant Bit , 简写为 LSB)。

(16) 微控制器( Micro Controller U nit , 简写为 MCU)。 国内俗称单片机。

(17) 最高有效位( Most Significant Bit , 简写为 MSB)。

(18) 移动式 USB( USB On The Go, 简写为 OTG)。 基于 USB 协议 2 .0 的补充版本 ,用于解决 U SB 点对点通信的瓶颈。 OTG 既具有 USB 主机的功能 , 又具有 USB 设备 的功能 ,并且能够自由地在这两种角色中进行切换。

(19) 包( Packet)。 USB 协议中规定的有一定格式的数据组合。 典型的一个包中 , 包含了该包的信息、传输的数据和校验纠错信息等 3 部 分。 可以说 , 包是 USB 数据传输的最基本单位。

(20) 个人计算机( Personal Computer , 简写为 PC)。

(21) 包标志域( Packet Identified Field, 简写为 PID)。 用于表明包的类型和格式的域。

(22) 即插即用( Play and Plug, 简写为 PnP )。 基于 PC 的一项技术 , 用于管理 I/ O 地址、内存地址和 IRQ 等在内的主机资源 , 使得外部设备能够使用的 PC 中没有冲突的某项资源。

(23) 端口( Port )。 USB 设备的接入点 , 一般由集线器或 USB 主机的根集线器提供。

(24) 事务 ( Tran saction )。 USB 中基于一个端点的数据发送与接收的行为。 注意与Transfer 的区别。

(25) 传输( Transfer )。 USB 的各种数据发送的总的格式。 包括 4 种传输类型。 传输由1笔或多笔事务组成。

(26) 嵌入式 U SB 主机 ( Embedded USB Host )。 随着对 USB 点对点方案的发展 , 出现“ 嵌入式 USB 主机”的解决方案的需求 , 这也是一个新的提法和名称。 指的是在嵌入式系统中实现 USB 主机的功能 , 从功能上来说 , 它应该完全具备和 PC 上一样的所有 USB 主机的功能 , 但是 , 从实现的角度来讲 , 由于与 PC 有很大的不同 , 因此 , 凡是书中叙述有关如此内容的时候 , 均会严格标注 “嵌入式 USB 主机”。