USB2.0協(xié)議入門中文版。

USB 2.0 規(guī)范

USB 體系簡介

USB 是一種支持熱插拔的高速串行傳輸總線，它使用差分信號(hào)來傳輸數(shù)據(jù)，最高速度可達(dá) 480Mb/S。USB 支持“總線供電”和“自供電”兩種供電模式。在總線供電模式下， 設(shè)備最多可以獲得 500mA 的電流。USB2.0 被設(shè)計(jì)成為向下兼容的模式，當(dāng)有全速（USB 1.1） 或者低速（USB 1.0）設(shè)備連接到高速（USB 2.0）主機(jī)時(shí)，主機(jī)可以通過分離傳輸來支持它 們。一條 USB 總線上，可達(dá)到的最高傳輸速度等級(jí)由該總線上最慢的 “設(shè)備”決定，該設(shè) 備包括主機(jī)、HUB 以及 USB 功能設(shè)備。

USB 體系包括“主機(jī)”、“設(shè)備”以及“物理連接”三個(gè)部分。其中主機(jī)是一個(gè)提供 USB 接口及接口管理能力的硬件、軟件及固件的復(fù)合體，可以是 PC，也可以是 OTG 設(shè)備，一個(gè) USB 系統(tǒng)中僅有一個(gè) USB 主機(jī)；設(shè)備包括 USB 功能設(shè)備和 USB HUB，最多支持 127 個(gè)設(shè)備；物理連接即指的是 USB 的傳輸線。在 USB 2.0 系統(tǒng)中，要求使用屏蔽的雙絞線。

一個(gè) USB HOST 最多可以同時(shí)支持 128 個(gè)地址，地址 0 作為默認(rèn)地址，只在設(shè)備枚舉期間臨時(shí)使用，而不能被分配給任何一個(gè)設(shè)備，因此一個(gè) USB HOST 最多可以同時(shí)支持 127 個(gè)地址，如果一個(gè)設(shè)備只占用一個(gè)地址，那么可最多支持 127 個(gè) USB 設(shè)備。在實(shí)際的 USB 體系中，如果要連接 127 個(gè) USB 設(shè)備，必須要使用 USB HUB，而 USB HUB 也是需要占用地址的，所以實(shí)際可支持的 USB 功能設(shè)備 的數(shù)量將小于 127。

USB 體系采用分層的星型拓?fù)鋪磉B接所有 USB 設(shè)備，如右圖所示：以 HOST-ROOT HUB 為起點(diǎn)，最多支持 7 層（Tier），也就是說任何一個(gè) USB 系統(tǒng)中最多可以允許 5 個(gè) USB HUB 級(jí)聯(lián)。一個(gè)復(fù)合設(shè)備（Compound Device）將同時(shí)占據(jù)兩層或更多的層。

ROOT HUB 是一個(gè)特殊的 USB HUB，它集成在主機(jī)控制器里，不占用地址。ROOT HUB 不但實(shí)現(xiàn)了普通 USB HUB 的功能，還包括其他一些功能，具體在增強(qiáng)型主機(jī)控制器的規(guī)范中有詳細(xì)的介紹。

“復(fù)合設(shè)備（Compound Device）”可以占用多個(gè)地址。所謂復(fù)合設(shè)備其實(shí)就是把多個(gè)功能設(shè)備通過內(nèi)置的 USB HUB 組合而成的設(shè)備，比如帶錄音話筒的 USB 攝像頭等。

USB 采用輪詢的廣播機(jī)制傳輸數(shù)據(jù)，所有的傳輸都由主機(jī)發(fā)起，任何時(shí)刻整個(gè) USB 體系內(nèi)僅允許一個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸，即不同物理傳輸線上看到的數(shù)據(jù)包都是同一被廣播的數(shù)據(jù) 包。