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，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”三個部分。其中主機(jī)是一個提供 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 USB 系統(tǒng)中僅有一個 USB 主機(jī)；設(shè)備包括 USB 功能設(shè)備和 USB HUB，最多支持 127 個設(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 USB HOST 最多可以同時支持 128 個地址，地址 0 作為默認(rèn)地址，只在設(shè)備枚舉期間臨時使用，而不能被分配給任何一個設(shè)備，因此一個 USB HOST 最多可以同時支持 127 個地址，如果一個設(shè)備只占用一個地址，那么可最多支持 127 個 USB 設(shè)備。在實際的 USB 體系中，如果要連接 127 個 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，最多支持 7 層（Tier），也就是說任何一個 USB 系統(tǒng)中最多可以允許 5 個 USB HUB 級聯(lián)。一個復(fù)合設(shè)備（Compound Device）將同時占據(jù)兩層或更多的層。

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

“復(fù)合設(shè)備（Compound Device）”可以占用多個地址。所謂復(fù)合設(shè)備其實就是把多個功能設(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，任何時刻整個 USB 體系內(nèi)僅允許一個數(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。