wen/luban-lite-t3e-pro
1
0
Fork 0
mirror of https://gitee.com/Vancouver2017/luban-lite-t3e-pro.git synced 2025-12-14 10:28:54 +00:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity
Files
fe0b990053fc29df772a4716d8fa9185f28e1283
luban-lite-t3e-pro/doc/topics/sdk/usb/usb-intro_2.html
刘可亮 b4033d8696 add doc v1.1.2
2025-01-23 16:37:00 +08:00

629 lines
89 KiB
HTML
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters
This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.
<!DOCTYPE html><html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="zh-cn" lang="zh-cn" data-whc_version="26.0">
<head><meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8"/><meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"/><meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge"/><meta name="description" content="USB 发展历史 USB 到现在一共经历了以下版本： Version App Speed Direction Data Line USB 1.0 低速 Low Speed 1.5Mbps Half 半双工模式 1 对差分线 D+/D1 USB 1.1 全速 Full Speed 12Mbps Half 半双工模式 1 对差分线 D+/D1 USB 2.0 高速 Hi-Speed 480Mbps ..."/><meta name="DC.rights.owner" content="(C) 版权 2025"/><meta name="copyright" content="(C) 版权 2025"/><meta name="generator" content="DITA-OT"/><meta name="DC.type" content="concept"/><meta name="DC.creator" content="yan.wang"/><meta name="DC.date.created" content="2024-01-30"/><meta name="DC.date.modified" content="2024-12-17"/><meta name="DC.format" content="HTML5"/><meta name="DC.identifier" content="usb_intro"/><meta name="DC.language" content="zh-CN"/><title>USB 简介</title><!-- Build number 2023110923. --><meta name="wh-path2root" content="../../../"/><meta name="wh-toc-id" content=""/><meta name="wh-source-relpath" content="topics/sdk/usb/usb-intro.dita"/><meta name="wh-out-relpath" content="topics/sdk/usb/usb-intro_2.html"/>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/app/commons.css?buildId=2023110923"/>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/app/topic.css?buildId=2023110923"/>
<script src="../../../webhelp/app/options/properties.js?buildId=20250121171154"></script>
<script src="../../../webhelp/app/localization/strings.js?buildId=2023110923"></script>
<script src="../../../webhelp/app/search/index/keywords.js?buildId=20250121171154"></script>
<script defer="defer" src="../../../webhelp/app/commons.js?buildId=2023110923"></script>
<script defer="defer" src="../../../webhelp/app/topic.js?buildId=2023110923"></script>
<link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/aic-styles-web.css?buildId=2023110923"/><link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/notes.css?buildId=2023110923"/><link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/aic-common.css?buildId=2023110923"/><link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/aic-images.css?buildId=2023110923"/><link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/footnote.css?buildId=2023110923"/><link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/aic-web-watermark.css?buildId=2023110923"/><link rel="stylesheet" type="text/css" href="../../../webhelp/template/topic-body-list.css?buildId=2023110923"/></head>
<body id="usb_intro" class="wh_topic_page frmBody">
<a href="#wh_topic_body" class="sr-only sr-only-focusable">
跳转到主要内容
</a>
<header class="navbar navbar-default wh_header">
<div class="container-fluid">
<div class="wh_header_flex_container navbar-nav navbar-expand-md navbar-dark">
<div class="wh_logo_and_publication_title_container">
<div class="wh_logo_and_publication_title">
<a href="http://www.artinchip.com" class=" wh_logo d-none d-sm-block "><img src="../../../company-logo-white.png" alt="RTOS SDK 使用指南SDK 指南文件"/></a>
<div class=" wh_publication_title "><a href="../../../index.html"><span class="booktitle"><span class="ph mainbooktitle">RTOS SDK 使用指南</span><span class="ph booktitlealt">SDK 指南文件</span></span></a></div>
</div>
</div>
<div class="wh_top_menu_and_indexterms_link collapse navbar-collapse" id="wh_top_menu_and_indexterms_link">
</div>
</div>
</div>
</header>
<div class=" wh_search_input navbar-form wh_topic_page_search search " role="form">
<form id="searchForm" method="get" role="search" action="../../../search.html"><div><input type="search" placeholder="搜索 " class="wh_search_textfield" id="textToSearch" name="searchQuery" aria-label="搜索查询" required="required"/><button type="submit" class="wh_search_button" aria-label="搜索"><span class="search_input_text">搜索</span></button></div></form>
</div>
<div class="container-fluid" id="wh_topic_container">
<div class="row">
<nav class="wh_tools d-print-none navbar-expand-md" aria-label="Tools">
<div data-tooltip-position="bottom" class=" wh_breadcrumb "></div>
<div class="wh_right_tools">
<button class="wh_hide_highlight" aria-label="切换搜索突出显示" title="切换搜索突出显示"></button>
<button class="webhelp_expand_collapse_sections" data-next-state="collapsed" aria-label="折叠截面" title="折叠截面"></button>
<div class=" wh_print_link print d-none d-md-inline-block "><button onClick="window.print()" title="打印此页" aria-label="打印此页"></button></div>
</div>
</nav>
</div>
<div class="wh_content_area">
<div class="row">
<div class="col-lg-10 col-md-10 col-sm-10 col-xs-12" id="wh_topic_body">
<button id="wh_close_topic_toc_button" class="close-toc-button d-none" aria-label="Toggle topic table of content" aria-controls="wh_topic_toc" aria-expanded="true">
<span class="close-toc-icon-container">
<span class="close-toc-icon"></span>
</span>
</button>
<div class=" wh_topic_content body "><main role="main"><article class="- topic/topic concept/concept topic concept" role="article" aria-labelledby="ariaid-title1"><span class="edit-link" style="font-size:12px; opacity:0.6; text-align:right; vertical-align:middle"><a target="_blank" href="http://172.16.35.88/tasks/jdssno1uvvbf2mltu9kb9v3if05d5gopuakboe8hlud18rma/edit/F:/aicdita/aicdita-cn/topics/sdk/usb/usb-intro.dita">Edit online</a></span><h1 class="- topic/title title topictitle1" id="ariaid-title1">USB 简介</h1><div class="date inPage">17 Dec 2024</div><div style="color: gray;">
Read time: 11 minute(s)
</div><div class="- topic/body concept/conbody body conbody"><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_ipn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_ipn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">USB 发展历史</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e28__20250121171830">USB 到现在一共经历了以下版本：</p>
<div class="table-container"><table class="- topic/table table frame-all" id="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c" data-cols="5"><caption></caption><colgroup><col style="width:20.03968253968254%"/><col style="width:20.03968253968254%"/><col style="width:20.03968253968254%"/><col style="width:20.03968253968254%"/><col style="width:19.841269841269842%"/></colgroup><thead class="- topic/thead thead"><tr class="- topic/row"><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">Version</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">App</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">Speed</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Direction</th><th class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" id="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">Data Line</th></tr></thead><tbody class="- topic/tbody tbody"><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 1.0</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">低速 Low Speed</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">1.5Mbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Half 半双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">1 对差分线 D+/D1</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 1.1</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">全速 Full Speed</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">12Mbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Half 半双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">1 对差分线 D+/D1</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 2.0</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">高速 Hi-Speed</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">480Mbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Half 半双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">1 对差分线 D+/D1</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 3.1 Gen1</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">超高速 SuperSpeed</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">5Gbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Full 双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">2 对差分线</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 3.1 Gen2</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">超高速 SuperSpeed+</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">10Gbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Full 双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">2 对差分线</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 3.2</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">超高速 SuperSpeed+</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">20Gbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Full 双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">4 对差分线</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__1">USB 4.0</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__2">超高速 SuperSpeed+</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__3">40Gbps</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__4">Full 双工模式</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-0" headers="usb_intro__table_jpn_nsp_g1c__entry__5">4 对差分线</td></tr></tbody></table></div>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e129__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_kpn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_history.jpg" width="576" alt="image0"/></div><br/></div>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_lpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_lpn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">USB 1.0/2.0</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e139__20250121171830">在 USB 1.0/2.0 时期只需要用到 4 根线：1 根电源线、1 根地线、1 对差分数据线。因为只有 1
条数据通路，所以只能是半双工的，同一时间只能是接收或者发送数据。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e142__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_mpn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_port_12_pin.png" width="384" alt="image1"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e147__20250121171830">使用 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Type A</code> 和 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Type B</code> 型的接口：</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e156__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_npn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_port_12.png" width="384" alt="image2"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e162__20250121171830">还有一系列小尺寸的变种：</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e165__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_opn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_port_12_all.png" alt="image3"/></div><br/></div>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_ppn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_ppn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">USB 3.0</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e175__20250121171830">在 USB 3.0 时代从两个方向来增加速度：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_qpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_qpn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e179__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e181__20250121171830">增加传输的时钟速率。速率从 480M 增加到了 5G，高速信号会给 PCB 走线、EMC、线缆带来不小的压力。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e184__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e186__20250121171830">增加差分数据通路的数量。首先发明了改进型的 USB3.0 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Type A</code> 接口，在原有 4 线的基础上再增加了 5
条线：</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e193__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_rpn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_port_3_pin.png" alt="image4"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e198__20250121171830">可以看到增加的 5 条线分别为 1 条地线和 2 对差分数据线。因为有了 2 条数据通路，所以可以双工，同一时间能同时接收和发送数据。在工作在 USB 3.0 模式时，原来的
D+/D- 差分线是不使用的。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e202__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_spn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_port_3.png" width="288" alt="image5"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e207__20250121171830">上图是 USB3.0 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Type A</code> 接口示意图，注意新增的 5 条线已断针的形式隐藏在后面，这样的设计是为了和 USB 2.0
兼容。但是颜色改成了蓝色，以示区别。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e213__20250121171830">在 USB 3.0 还出现了一种全新的接口类型 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Type C</code> 接口，它带来了以下好处：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_tpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_tpn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e220__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e222__20250121171830">接口线数量猛增到了 24 线，其中数据通路在 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">D+/D-</code> 之外再提供了 4 条差分数据线。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e228__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e230__20250121171830">实现了正反面任意插拔，大大方便了用户使用。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e234__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_upn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_poert_typec.png" width="480" alt="image6"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e239__20250121171830">小技巧</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e243__20250121171830">从 USB 3.2 开始，因为它需要使用 4 对数据差分线，所以目前唯一支持的只有 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Type C</code> 接口。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_vpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_vpn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">速度识别</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e254__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_wpn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_speed_1.png" alt="image7"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e259__20250121171830">首先通过 D+/D- 的上拉电阻来区分 USB 1.0 和 1.1 ：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_xpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_xpn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e263__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e265__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">D+</code> 上拉，USB 1.1 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Full-speed</code>。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e273__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e275__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">D-</code> 上拉，USB 1.0 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Low-speed</code>。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e284__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_ypn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_speed_2.png" width="480" alt="image8"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e290__20250121171830">然后通过编码识别来进一步区分 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">High-speed</code> 和 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Full-speed</code>。USB 2.0
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">High-speed</code> 的 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">D+</code> 上拉，首先被当成 USB 1.1
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Full-speed</code> ：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_zpn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_zpn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e309__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e311__20250121171830">Hub 检测到有设备插入上电，向主机通报，主机发送 Set_Port_Feature 请求让 Hub 复位新插入的设备。设备复位操作是 Hub
通过驱动数据线到复位状态 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">SE0</code> （即 D+ 和 D- 全为低电平），并持续至少 10ms。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e317__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e319__20250121171830">高速设备看到复位信号，通过内部的电流源向 D- 线持续灌大小为 17.78mA 电流。因为此时高速设备的 1.5k 上拉电阻未撤销，在 Hub
端，全速/低速驱动器形成一个阻抗为 45Ohm 的终端电阻， <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">1.5k 与 45Ohm 的电阻并联</code> ，仍然是
45Ohm，所以在 Hub 端看到一个约 800mV 的电压，这就是 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp K</code> 信号。
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp K</code> 信号持续 1ms ~ 7ms。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e331__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e333__20250121171830">在 Hub 端，虽然设置了复位信号，并一直驱动着 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">SE0</code> ，但 USB2.0 的高速接收器一直在检测
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp K</code> 信号，如果没有 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp K</code>
信号看到，就继续复位操作，直到复位结束，然后识别为全速设备。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e345__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e347__20250121171830">设备发送的 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp K</code> 信号结束后 100us 内，Hub 必须开始恢复一连串的
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">KJKJKJ…</code> 序列，向设备表明这是一个 USB2.0 的 Hub。这里的 KJ
序列是连续的，中间不能间断，而且每个 K 或 J 的持续时间在 40us~60us。KJ 序列停止后的的 100-500us 内结束复位操作。Hub 发送
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp KJ</code> 序列的方式和设备一样，通过电流源向差分数据线交替灌 17.78mA 的电流实现。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e359__20250121171830">
<dl class="- topic/dl dl" id="usb_intro__dl_aqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__dl_aqn_nsp_g1c"><dt class="- topic/dt dt dlterm" data-ofbid="d325507e363__20250121171830">再回到设备端来。设备检测到 6 个 Hub 发送的 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp</code> 信号后（3 对 KJ 序列），它必须在
500us 内切换到高速模式。切换动作有：</dt><dd class="- topic/dd dd">
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_bqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_bqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e371__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e373__20250121171830">断开 1.5K 的上拉电阻。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e376__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e378__20250121171830">连接 D+/D-上 的高速终端电阻，实际上就是全速/低速差分驱动器。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e381__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e383__20250121171830">进入默认的高速状态。执行上两步后，USB 信号线上看到的现象就发生变化，Hub 发送出来的
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp KJ</code> 序列幅值降到原来的一半，即
400mV。这是因为设备端挂载新的中断电阻，并联后的阻抗是 22.5Ohm。之后高速操作的信号幅度就是
400mV，而不像全速/低速那样的 3V。</p>
</li></ul>
</dd></dl>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e392__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_cqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_speed_resistor.png" alt="image9"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e397__20250121171830">USB <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp K</code> 、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Chirp J</code> 、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">SE0</code>
信号定义：</p>
<div class="table-container"><table class="- topic/table table frame-all" id="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c" data-cols="4"><caption></caption><colgroup><col style="width:25%"/><col style="width:25%"/><col style="width:25%"/><col style="width:25%"/></colgroup><thead class="- topic/thead thead"><tr class="- topic/row"><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__1">信号</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__2">低速模式 Low-speed</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__3">全速速模式 Full-speed</th><th class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" id="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__4">高速模式 High-speed</th></tr></thead><tbody class="- topic/tbody tbody"><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__1">Chirp J</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__2">D+ = 0，D- = 1</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__3">D+ = 0，D- = 1</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__4">D+ = 1，D- =0</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__1">Chirp K</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__2">D+ =1， D- = 0</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__3">D+ =1， D- = 0</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__4">D+ =0， D- = 1</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__1">SE0</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__2">D+ = 0， D- =0</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__3">D+ = 0， D- =0</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__4">D+ = 0， D- =0</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__1">IDLE</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__2">K 状态</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__3">J 状态</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-0" headers="usb_intro__table_dqn_nsp_g1c__entry__4">SE0 状态</td></tr></tbody></table></div>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_eqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_eqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e464__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e466__20250121171830">从 J 到 K 或者从 K 到 J，信号翻转，说明发送的信号是 0。从 J 到 J 或从 K 到 K，信号不变，说明发送的信号是 1。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e469__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e471__20250121171830">Chirp J K 状态高速设备与低速设备相反。</p>
</li></ul>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e476__20250121171830">对于 USB 3.0 以后的速度识别，暂未涉及。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_fqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_fqn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">OTG</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e484__20250121171830">USB
OTG 技术可实现没有主机时设备与设备之间的数据传输。例如：数码相机可以直接与打印机连接并打印照片，手机与手机之间可以直接传送数据等，从而拓展了 USB 技术的应用范围。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e487__20250121171830">在 OTG 中，初始主机设备称为 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">A 设备</code> ，外设称为 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">B 设备</code>
。也就是说，手机既可以做外设，又可以做主机来传送数据，可用电缆的连接方式来决定初始角色 (由 ID 线的状态来决定)。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e496__20250121171830">在 Mini/Micro USB 接口一共有 5 根线，在原有 USB 的基础上多出了一根 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">ID</code> 线。OTG 的识别是通过 ID
脚的电平进行决定 OTG 作为 Device 还是 Host：</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e502__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_gqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_otg_id.png" alt="image10"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e508__20250121171830">当 OTG 设备检测到接地的 ID 引脚时，表示默认的是 A 设备（主机），而检测到 ID 引脚浮空的设备则认为是 B 设备（外设）。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_hqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_hqn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">phy 总线</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e516__20250121171830">USB 信号传输前，需要通过 phy 把 usb 控制器的数字信号转成线缆上的模拟信号。usb 控制器和 phy 之间的总线主要有 3 种：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_iqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_iqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e520__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e522__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">UTMI</code> (USB2.0 Transceiver Macrocell Interface)。最早的 USB
controller 和 USB PHY 通信的协议。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e528__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_jqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/phy_utmi.png" alt="image11"/></div><br/></div>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_kqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_kqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e534__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e536__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">ULPI</code> (UTMI+Low Pin Interface)。从名字上就可以看出 ULPI 是 UTMI 的 Low
Pin 版本</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e543__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_lqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/phy_ulpi.png" alt="image12"/></div><br/></div>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_mqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_mqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e549__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e551__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">HSIC</code> (USB 2.0 High Speed Inter Chip)。是 USB 2.0
的芯片到芯片变体，它消除了普通 USB 中的传统模拟收发器。速度可达 480M，是 IIC 的理想替代。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e557__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_nqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/phy_hsic.png" alt="image13"/></div><br/></div>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_oqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_oqn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">传输编码方式</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e567__20250121171830">USB 信号在线路上传输时，需要采取合适的编码方式。</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_pqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_pqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e571__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e573__20250121171830">USB 1.0/2.0 采用的是 URZI (No Return Zero-Inverse)
编码。无需同步的时钟信号也能产生同步的数据存取。NRZI 的编码规则是，当数据位为 1 时不转换，当数据位为 0 时转换，如下图所示。位传输的顺序以 LSB 优先。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e577__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_qqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_encode_urzi.png" width="384" alt="image14"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e582__20250121171830">这种编码方式会遇到一个严重的问题，若重复相同的 1 信号时，就会造成数据长时间无法转换，逐渐的累积而导致堵塞的情况，使得读取的时序出现严重的错误。因此，在 NRZI
编码之间，还需执行所谓的位填塞（bit-stuffing）。即是，若原始的串行数据含有连续的 6 个 1 时，就执行位填塞工作，填塞一个 0。</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_rqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_rqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e587__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e589__20250121171830">USB 3.0 采用的是 8b/10b 编码。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e592__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e594__20250121171830">USB 3.1/3.2 采用的是 128/132 (64b/66b) 编码。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_sqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_sqn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">总线拓扑</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e603__20250121171830">USB 是 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">星型</code> 拓扑总线，由 Hub 来进行多级扩展。最大的层级不能超过 7 层，在任何一条路径上不能超过 5 个非根
Hub。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e609__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_tqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_bus_topo.png" alt="image15"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e614__20250121171830">USB 总线由 3 种角色组成：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_uqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_uqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e618__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e620__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Host</code>。星型总线的中心，配置所有 Hub 和 Device，调度总线上所有的数据收发。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e625__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e627__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Hub</code>。提供了扩展端口，能连接更多的 Device。Hub 本身也是一种特殊的 Device。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e632__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e634__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code>。提供了实际的设备功能。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e641__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_vqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_bus_topo_star.png" width="288" alt="image16"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e646__20250121171830">经过几种角色的组合以后，USB 总线形成了逻辑上的星型拓扑，Host 到任一 Device 都是点对点传输。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_wqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_wqn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle"> Device 内部的逻辑关系</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e654__20250121171830">USB 将 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code> 内部的资源进一步细分成了 3 个层级： <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Configuration</code> 配置、
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interface</code> 接口、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Endpoint</code> 端点。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e669__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_xqn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_device_struct.png" alt="image17"/></div><br/></div>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_yqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_yqn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e675__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e677__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Configuration</code> 配置</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e682__20250121171830">每个 USB 设备都可以包含一个或者多个配置，不同的配置使设备表现出不同的功能组合，配置有多个接口组成。在 USB
协议中，接口由多个端点组成，代表一个基本的功能。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e685__20250121171830">看下面的一个例子。一个 USB 播放器带有音频视频功能，还有旋钮和按钮。那么这个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code> 设备 可以提供 3 种
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Configuration</code>
配置：<pre class="+ topic/pre pr-d/codeblock pre codeblock language-c" id="usb_intro__pre_zqn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__pre_zqn_nsp_g1c">配置 <span class="hl-number">1</span>：音须(接口) + 旅钮(接口）
配置 <span class="hl-number">2</span>: 音频(接口) + 视频(接口) + 按钮(接口）
配置 <span class="hl-number">3</span>：视频(接口) + 旋钮(接口）
</pre></div>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e696__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e698__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interface</code> 接口 / <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Function</code> 功能</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e706__20250121171830">Interface 接口代表一个独立的基本的功能，所以有时也称之为 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Function</code> 功能。如果我们开发
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">USB Client</code> 驱动，我们面向的对象就是 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">USB Interface</code>
，上述实例中的音烦接口、视频接口、投钮接口、旋钮接口均需要一个独立的 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">USB Client</code> 驱动程序。</p>
<br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_brn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_csw_func.png" alt="image18"/></div><br/>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e725__20250121171830">一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interface</code> 接口中包含了完成这个基本功能的所需要的一个或者多个
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Endpoint</code> 端点。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e734__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e736__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Endpoint</code> 端点 (<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Pipe</code> 管道)</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e744__20250121171830">端点是 USB 设备中最基本的可寻址单位，它是位于 USB 设备或主机上的一个数据缓冲区，用来存放和发送 USB 的各种数据。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e747__20250121171830">设备的 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Endpoint 0</code> 是一个特殊端点，在设备初始化时系统需要使用该端点读配置设备。其他编号的端点
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">USB Client</code> 驱动都可以使用。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e756__20250121171830">一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Host</code> 主机和一个设备 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code> 的端点建立的连接称之为
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Pipe</code> 管道：</p>
<br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_drn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_endpoint.png" alt="image19"/></div><br/>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_ern_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_ern_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Compound / Composite Device</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e778__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_frn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_compound.png" width="480" alt="image20"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e783__20250121171830">在 USB 协议描述中，有两个非常相近的名字： <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Compund Device</code> 和 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Composite
Device</code> 。正确的理解的它们有助于我们理解清楚随后的一些概念。</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_grn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_grn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e793__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e795__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Compund Device</code> 。指的是一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Hub</code> 设备中，还包含了其他的功能
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code>。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e806__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e808__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Composite Device</code> 。指的是一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code> 当中，包含了多个
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interface</code> ，能提供多个独立的功能。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_hrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_hrn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Hub</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e825__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_irn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_hub.png" width="384" alt="image21"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e830__20250121171830">在 USB 的总线结构中，Hub 是一个重要的组成成员，它主要的作用是控制 Port 端口来连接更多的 USB Device 设备。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e833__20250121171830">它的核心点如下：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_jrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_jrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e837__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e839__20250121171830">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。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e842__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e844__20250121171830">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。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_krn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_krn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Configure Descriptor</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e854__20250121171830">对于一个 USB 设备，在 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Device</code> 、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Configuration</code>、
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interface</code>、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Endpoint</code> 每个层次上都有对应的描述信息。可以使用
Endpoint0 在设备初始化的时候读出和配置这些信息。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e869__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_lrn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_device_config.png" alt="image22"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e874__20250121171830">最重要的是设备在初始化时，通过这些信息来进行枚举配置的过程。一个设备枚举的过程分为如下 8 步：</p>
<ol class="- topic/ol ol" id="usb_intro__ol_mrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ol_mrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e878__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e880__20250121171830">获取设备描述符</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_nrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_nrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e884__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e886__20250121171830">Host/Hub 通过数据线上拉电阻的阻值变化检测到新设备接入。Host 等待 100ms 以保证设备电源稳定。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e889__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e891__20250121171830">Host 向 Device 发 Bus Reset 使得设备进入 default 状态，从此之后，设备可以响应默认地址 0 。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e894__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e896__20250121171830">Host 请求 Device 发送 Device Descriptor 的前 64 个字节。</p>
</li></ul>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e900__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e902__20250121171830">复位</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_orn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_orn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e906__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e908__20250121171830">Host 在收到 Device Descritptor 的前 8 个字节后，再次向 Device 发出 Bus Reset。</p>
</li></ul>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e912__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e914__20250121171830">设置地址</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_prn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_prn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e918__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e920__20250121171830">Host 发送一个 Set Address 命令给 Deivce，从此 Device 有个通信地址，不再使用默认地址 0
进行通信。</p>
</li></ul>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e924__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e926__20250121171830">再次获取设备描述符</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_qrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_qrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e930__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e932__20250121171830">Host 请求获取完整的 Device Descritpor, 总计 18 字节。</p>
</li></ul>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e936__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e938__20250121171830">获取配置描述符</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_rrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_rrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e942__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e944__20250121171830">Host 请求获取 9 个字节的 Configuration Descriptor 以了解 Configuration
escriptor 的总大小。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e947__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e949__20250121171830">Host 请求 255 字节的 Configuration Descritpor。</p>
</li></ul>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e953__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e955__20250121171830">获取接口，端点描述符</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e958__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e960__20250121171830">获取字符串描述符</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e963__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e965__20250121171830">选择设备配置</p>
</li></ol>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_srn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_srn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">总线调度</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e974__20250121171830">USB 作为一个高速总线，它需要充分利用起其带宽，并且能承担其多种业务类型的数据包的传输。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e977__20250121171830">对数据传输来说，最重要的有几种因素 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">带宽</code> 、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">时间延迟</code> 、
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">完整性校验</code> 。根据这几种因素的组合，USB 把数据传输分成了 4 类：</p>
<div class="table-container"><table class="- topic/table table frame-all" id="usb_intro__table_trn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__table_trn_nsp_g1c" data-cols="4"><caption></caption><colgroup><col style="width:16.95364238410596%"/><col style="width:19.47019867549669%"/><col style="width:13.245033112582782%"/><col style="width:50.331125827814574%"/></colgroup><thead class="- topic/thead thead"><tr class="- topic/row"><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__1">Type</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__2">KeyPoint</th><th class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" id="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__3">Sample</th><th class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" id="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__4">Descript</th></tr></thead><tbody class="- topic/tbody tbody"><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__1">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1009__20250121171830">Control</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1012__20250121171830">Transfers</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1015__20250121171830">控制传输</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__2">完整性校验</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__3">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1022__20250121171830">USB</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1025__20250121171830">配置命令</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__4">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1030__20250121171830">突发的、非周期性的，主机软件发起的请求/响应通信</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1033__20250121171830">通常用于命令/状态操作。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1036__20250121171830">数据量小对带宽、时间延迟要求不高，但是要求数据</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1039__20250121171830">须正确。</p>
</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__1">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1045__20250121171830">Isochronous</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1048__20250121171830">Transfers</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1051__20250121171830">等时传输</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__2">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1056__20250121171830">带宽 、</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1059__20250121171830">时间延迟</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__3">摄像头</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__4">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1066__20250121171830">等时传输:主机和设备之间定期、连续的通信，通常用</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1069__20250121171830">于时间相关信息。这种传输类型还保留了数据中封装</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1072__20250121171830">的时间概念。然而，这并不意味着这些数据的交付需求</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1075__20250121171830">总是时间紧迫的。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1078__20250121171830">数据量大需要大带宽、对时间延迟也很高，但是不要求</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1082__20250121171830">数据必须正确。也正因为前两者的要求高，也很难做到</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1085__20250121171830">数据校验和重传。</p>
</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__1">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1091__20250121171830">Interrupt</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1094__20250121171830">Transfers</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1097__20250121171830">中断传输</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__2">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1102__20250121171830">时间延迟 、</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1105__20250121171830">完整性校验</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__3">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1110__20250121171830">键盘、</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1113__20250121171830">鼠标</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-1" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__4">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1118__20250121171830">低频、有边界延迟通信。对时间延迟要求高，但数据量</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1121__20250121171830">所以要求数据必须正确。</p>
</td></tr><tr class="- topic/row"><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__1">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1127__20250121171830">Bulk</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1130__20250121171830">Transfers</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1133__20250121171830">批量传输</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__2">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1138__20250121171830">带宽 、</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1141__20250121171830">时间延迟 、</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1144__20250121171830">完整性校验</p>
</td><td class="- topic/entry entry colsep-1 rowsep-0" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__3">文件存储</td><td class="- topic/entry entry colsep-0 rowsep-0" headers="usb_intro__table_trn_nsp_g1c__entry__4">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1151__20250121171830">非周期性、大包突发通信，通常用于可以使用任何可用</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1154__20250121171830">带宽的数据，也可以延迟到带宽可用。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1157__20250121171830">数据量大需要大带宽，但对时间延迟也不高，要求数据</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1160__20250121171830">必须正确。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1163__20250121171830">也正因为对延迟要求不高，所以可以做数据校验和重传。</p>
</td></tr></tbody></table></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1167__20250121171830">USB 使用以下方法来满足多种类型的数据在一条共享通道上传输：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_urn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_urn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1172__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1174__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">时间延迟</code> 。从时间维度上把数据传输切成多个时间片，在每个时间片内绝大部分份额 (最多 80%)
优先传输对时间延迟有要求的数据，如 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interrupt Transfers</code> 、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Isochronous
Transfers</code> 。在时间片剩下的额度内传输对时间延迟没要求的数据，如 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Control
Transfers</code> 、 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Bulk Transfers</code> 。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1191__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1193__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">完整性校验</code> 。对需要保证数据完整性的数据加上了 CRC 校验，接收端使用 ACK 来知会发送端正确接收，如果没有收到
ACK 发端会尝试重发 3 次。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_vrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_vrn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Frames / Microframes</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1204__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_wrn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_microframe.png" width="384" alt="image24"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1209__20250121171830">如上图，USB 从时间维度上把数据传输切成多个时间片：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_xrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_xrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1213__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1215__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Frames</code>。Low-speed 和 Full-speed 的时间切片大小为 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">1ms</code>
，USB 控制器每 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">1ms</code> 重新调度一下传输。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1226__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1228__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Microframes</code>。High-speed 的时间切片大小为 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">125us</code> ，USB
控制器每 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">125us</code> 重新调度一下传输。</p>
</li></ul>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1240__20250121171830">这个时间切片，和操作系统上 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Schedule Tick</code> 的概念是一样的。</p>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1247__20250121171830">在数据格式传输上又会进一步细分：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_yrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_yrn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1251__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1253__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Transfer</code>。每个时间片的所有传输称之为一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Transfer</code>，或者为一个
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Frames</code> / <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Microframes</code>。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1267__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1269__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Transcation</code>。根据某次数据传输的目的，一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Transfer</code> 可以分成多个
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Transcation</code> 事务。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1280__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1282__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Packet</code>。数据传输的最小单位，一个 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Transcation</code> 可能由多个
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Packet</code> 组成。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_zrn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_zrn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Bulk Transactions</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1299__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_asn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_trans_bulk.png" width="480" alt="image25"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1304__20250121171830">上图可以看到 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Bulk</code> 类型的 In/Out Endpint 在数据收发时的状态流程图：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_bsn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_bsn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1311__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1313__20250121171830">NAK。接收端数据未准备好。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1316__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1318__20250121171830">ACK。接收端接收到数据且数据校验正确。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1321__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1323__20250121171830">不回应。接收端接收到错误数据，发端会重发 3 次。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_csn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_csn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Control Transfers</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1332__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_dsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_trans_ctrl.png" alt="image26"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1337__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Control</code> 类型 和 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Bulk</code> 类型的处理类似。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_esn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_esn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Interrupt Transactions</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1350__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_fsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_trans_int.png" width="480" alt="image27"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1355__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Interrupt</code> 类型对 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">完整性校验</code> 也是有要求，处理流程和前面一样。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_gsn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_gsn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Isochronous Transactions</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1368__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_hsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_trans_iso.png" alt="image28"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1373__20250121171830"><code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">Isochronous</code> 类型是唯一对 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">完整性校验</code> 没有要求的，所以它的数据不需要 ACK
回应。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_isn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_isn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">USB 和 PCIE 调度的区别</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1386__20250121171830">PCIE 总线也是一个非常成功和流行的总线，从底层来说它和 USB 总线是非常像的：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_jsn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_jsn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1390__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1392__20250121171830">它也是高速串行总线。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1395__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1397__20250121171830">它也是共享性的总线。都是把带宽逻辑切割成多份，分给不同的 Device 和驱动。</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1401__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_ksn_nsp_g1c" src="../../../images/tool/pcie_topo.png" alt="image29"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1406__20250121171830">但是它又看起来和 USB 如此的不同，主要的差异就在总线的调度上面：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_lsn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_lsn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1411__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1413__20250121171830">PCIE 硬件使用了一个专门的仲裁器来做总线调度，所以在 Device 配置好以后，所有的 Mem/Io
空间被映射到一个统一地址空间当中，只要发起普通的读写操作就能访问。而 USB 的总线调度被暴露了出来，需要硬件软件共同配合才能完成。毫无疑问，PCIE
的硬件复杂度和成本会远远高于 USB。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1416__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1418__20250121171830">另外由于 PCIE 有独立的仲裁器来进行调度，所以 PCIE 支持多个设备同时操作总线。而 USB 的所有操作都需要 Host 来调度，所以只能由
Host 发起总线操作。从效率来说 USB 要低。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1421__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1423__20250121171830">还有一点 PCIE 硬件仲裁器对软件是透明的，所以软件读写总线是 <code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">同步</code> 的。而软件操作 USB 总线是
<code class="+ topic/ph pr-d/codeph ph codeph">异步</code> 的，通过回调的操作来进行 USB 和 CPU 之间的状态对齐。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_msn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_msn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">传输格式</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1438__20250121171830">上文说过一个传输时间片 Tranfer/Frame/MicroFrame，可以分割成多个 Transaction 事务，一个 Transaction 事务又可以细分成多个
Packet 包。</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1441__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_nsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_frame_format.png" width="480" alt="image30"/></div><br/></div>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_osn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_osn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Packet</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1451__20250121171830">Packet 包是 USB 传输的最小单位，由五部分组成：</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_psn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_psn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1455__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1457__20250121171830">同步字段（SYNC）</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1460__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1462__20250121171830">包标识符字段（PID）</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1465__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1467__20250121171830">数据字段</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1470__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1472__20250121171830">循环冗余校验字段（CRC）</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1475__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1477__20250121171830">包结尾字段（EOP）</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1481__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_qsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_packet_format.png" width="480" alt="image31"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1486__20250121171830">主要的数据包格式有四类，对应不同的 PID 类型：</p>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1490__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_rsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_packet_pid.png" alt="image32"/></div><br/></div>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_ssn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_ssn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Token Packet</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1500__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_tsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_packet_token.png" width="288" alt="image33"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1505__20250121171830">此格式适用于 IN、OUT、SETUP、PING。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_usn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_usn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Data Packet</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1514__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_vsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_packet_data.png" width="288" alt="image34"/></div><br/></div>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1519__20250121171830">有四种类类型的数据包：DATA0, DATA1, DATA2,and MDATA，且由 PID 来区分。DATA0 和 DATA1 被定义为支持数据切换同步 (data
toggle synchronization)。</p>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_wsn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_wsn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">Handshake Packet</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1527__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_xsn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_packet_handshake.png" width="144" alt="image35"/></div><br/></div>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_ysn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_ysn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1533__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1535__20250121171830">ACK: 对于 IN 事务，它将由 Host 发出。对于 OUT、SETUP 和 PING 事务，它将由 Device 发出。</p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1538__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1540__20250121171830">NAK: 在数据阶段，对于 IN 事务，它将由 Device 发出。在握手阶段，对于 OUT 和 PING 事务，它也将由 Device 发出，Host
从不发送 NAK 包。</p>
</li></ul>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_zsn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_zsn_nsp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">通讯模型</h2>
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1549__20250121171830">USB 的主要作用就是建立起 Host 和 Device 之间的通讯。</p>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_atn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_atn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1553__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1555__20250121171830">简要的通讯模型：</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1559__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_btn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_flow_abstract.png" width="384" alt="image44"/></div><br/></div>
<ul class="- topic/ul ul" id="usb_intro__ul_ctn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ul_ctn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1565__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1567__20250121171830">详细的通讯模型：</p>
</li></ul>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1572__20250121171830"><br/><div class="imagecenter"><img class="- topic/image image imagecenter" id="usb_intro__image_dtn_nsp_g1c" src="../../../images/usb/usb_flow_detail.png" width="576" alt="image45"/></div><br/></div>
</section><section class="- topic/section section" id="usb_intro__section_sxq_4sp_g1c" data-ofbid="usb_intro__section_sxq_4sp_g1c"><h2 class="- topic/title title sectiontitle">参考资料</h2>
<div class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1582__20250121171830">
<ol class="- topic/ol ol" id="usb_intro__ol_etn_nsp_g1c" data-ofbid="usb_intro__ol_etn_nsp_g1c"><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1585__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1587__20250121171830"><a class="- topic/xref xref" href="https://www.usb.org/sites/default/files/usb_20_20211008.zip" target="_blank" rel="external noopener">USB 2.0 Specification</a></p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1592__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1594__20250121171830"><a class="- topic/xref xref" href="http://www.usbzh.com/" target="_blank" rel="external noopener">USB 中文网</a></p>
</li><li class="- topic/li li" data-ofbid="d325507e1599__20250121171830">
<p class="- topic/p p" data-ofbid="d325507e1601__20250121171830"><a class="- topic/xref xref" href="https://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8484113" target="_blank" rel="external noopener">USB 协通讯议–深入理解</a></p>
</li></ol>
</div>
</section></div></article></main></div>
</div>
<nav role="navigation" id="wh_topic_toc" aria-label="On this page" class="col-lg-2 d-none d-lg-block navbar d-print-none">
<div id="wh_topic_toc_content">
<div class=" wh_topic_toc "><div class="wh_topic_label">在本页上</div><ul><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_ipn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_ipn_nsp_g1c">USB 发展历史</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_lpn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_lpn_nsp_g1c">USB 1.0/2.0</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_ppn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_ppn_nsp_g1c">USB 3.0</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_vpn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_vpn_nsp_g1c">速度识别</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_fqn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_fqn_nsp_g1c">OTG</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_hqn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_hqn_nsp_g1c">phy 总线</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_oqn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_oqn_nsp_g1c">传输编码方式</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_sqn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_sqn_nsp_g1c">总线拓扑</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_wqn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_wqn_nsp_g1c"> Device 内部的逻辑关系</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_ern_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_ern_nsp_g1c">Compound / Composite Device</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_hrn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_hrn_nsp_g1c">Hub</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_krn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_krn_nsp_g1c">Configure Descriptor</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_srn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_srn_nsp_g1c">总线调度</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_vrn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_vrn_nsp_g1c">Frames / Microframes</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_zrn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_zrn_nsp_g1c">Bulk Transactions</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_csn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_csn_nsp_g1c">Control Transfers</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_esn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_esn_nsp_g1c">Interrupt Transactions</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_gsn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_gsn_nsp_g1c">Isochronous Transactions</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_isn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_isn_nsp_g1c">USB 和 PCIE 调度的区别</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_msn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_msn_nsp_g1c">传输格式</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_osn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_osn_nsp_g1c">Packet</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_ssn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_ssn_nsp_g1c">Token Packet</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_usn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_usn_nsp_g1c">Data Packet</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_wsn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_wsn_nsp_g1c">Handshake Packet</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_zsn_nsp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_zsn_nsp_g1c">通讯模型</a></div></li><li class="section-item"><div class="section-title"><a href="#usb_intro__section_sxq_4sp_g1c" data-tocid="usb_intro__section_sxq_4sp_g1c">参考资料</a></div></li></ul></div>
</div>
</nav>
</div>
</div>
</div>
<footer class="navbar navbar-default wh_footer">
<div class=" footer-container mx-auto ">
<title>footer def</title>
<style><!--
.p1 {
font-family: FangZhengShuSong, Times, serif;
}
.p2 {
font-family: Arial, Helvetica, sans-serif;
}
.p3 {
font-family: "Lucida Console", "Courier New", monospace;
}
--></style>
<div class="webhelp.fragment.footer">
<p class="p1">Copyright © 2019-2024 广东匠芯创科技有限公司. All rights reserved.</p>
</div><div>
<div class="generation_time">
Update Time: 2025-01-21
</div>
</div>
</div>
</footer>
<div id="go2top" class="d-print-none">
<span class="oxy-icon oxy-icon-up"></span>
</div>
<div id="modal_img_large" class="modal">
<span class="close oxy-icon oxy-icon-remove"></span>
<div id="modal_img_container"></div>
<div id="caption"></div>
</div>
<script src="${pd}/publishing/publishing-styles-AIC-template/js/custom.js" defer="defer"></script>
</body>
</html>
Reference in New Issue View Git Blame Copy Permalink