USB通信协议.pptx

目录1、USB系统概述1.1USB主机1.2USB设备1.3管道1.4描述符1.5总线枚举2、USB物理特性3、USB数据传输4、USB事务处理4.1USB信息包4.2USB事务处理(Transaction)5、USB传输类型5.1控制传输5.2块传输5.3中断传输5.4同步传输6、USB设备请求7、USB枚举过程8、USB2.0接口芯片CY7C680138.1EZ-USB控制传输8.2Cypress提供的开发库8.3上位机查找USB设备示例典型的USB应用系统组成：一个支持USB的主机一个或多个带有USB端口的设备以及将设备连接到主机所需要的集线器、连接器和线缆。主机内设置了一个根集线器提供了主机上的初始附属点。主机定时对集线器的状态进行查询。当一个新设备接入集线器时主机会检测到集线器的状态改变主机发出一个命令使该端口有效并对其进行设置。位于这个端口上的设备进行响应主机收到关于设备的信息主机的操作系统确定对这个设备使用哪种驱动程序接着设备被分配一个唯一标识的地址范围从0~127其中0为所有的设备在没有分配唯一地址时使用的默认地址。主机向它发出内部设置请求当一个设备从总线上移走时主机就从其可用资源列表中将这个设备删除。USB3.0主机支持4种速率2.0主机只支持低速、全速和高速1.X的主机只支持低速和全速模式（例外情况：On-The-GO(OTG无主机参与情况下外设直接互连通信）设备以及嵌入式系统中完成其他专属目的的主机这些设备也许支持访问特殊周边设备所需的速率）1.1USB主机USB主机功能需要软件和硬件共同支持硬件由USB主机控制器和含有一个或多个USB端口的根集线器构成。软件构架可分为：客户软件USB系统软件USB总线接口。客户软件负责和USB设备的功能单元进行通信以实现特定的功能一般由开发人员自行开发。客户软件不能直接访问USB设备其与USB设备功能单元的通信必须经过USB系统软件和USB总线接口模块才能实现。客户软件一般包括USB设备驱动程序和界面应用程序。设备驱动程序负责和USB系统软件进行通信。通常它向USB总线驱动程序发出I/O请求包（IRP）以启动一次USB数据传输此外根据传输的方向它还应提供一个或空或满的数据缓冲区以存储这些数据。界面应用程序负责和USB设备驱动程序进行通讯以控制USB设备。它是最上层的软件只能看到向USB设备发送的原始数据和从USB设备接收的最终数据。USB系统软件负责和USB逻辑设备进行配置通信并管理客户软件启动的数据传输。USB逻辑设备是程序猿与USB设备打交道的部分。USB系统软件分为USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程序（操作体统提供）USB总线接口包括主控制器和根集线器两部分。主控制器负责完成主机和USB设备之间数据的实际传输包括对传输数据进行串行编解码、差错控制等。1.2USB设备USB设备由3个功能模块组成：USB总线接口、USB逻辑设备和功能单元。这里的USB总线接口指的是USB设备中的串行接口引擎（SIE）；USB逻辑设备被USB系统软件看做是一个端点的集合；功能单元被客户软件看做是一个接口的集合。SIE、端点和接口都是USB设备的组成单元。为了更好的描述USB设备特征USB设备是由一些配置、接口、和端点组成一个USB设备可以含有一个或多个配置在每个配置中可含有一个或多个接口在每个接口中可含有若干个端点。其中配置和接口是对USB设备功能的抽象实际的数据传输由端点完成。在使用USB设备前必须指明其采用的配置和接口这个步骤一般是在设备接入主机时设备进行自举完成的。USB设备使用各种描述符来说明其设备架构包括设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符。他们通常被保存在USB设备的固件程序中。USB设备架构图如下：设备：设备代表一个USB设备它由一个或多个配置组成。设备描述符用于说明设备的总体信息并指明其所含的配置的个数。一个USB设备只能有一个设备描述符。配置一个USB设备可以包含一个或多个配置如USB设备的低功耗模式和高功耗模式可分别对应一个配置。在使用USB设备之前必须为其选择一个合适的适配器。配置描述符用于说明USB设备中各个配置的特性如配置含有的接口数等。USB设备的每一个配置都必须有一个配置描述符。接口一个配置可以包含一个或多个接口如对一个光驱来说当于用文件传输时使用其大容量存储接口；而当用于播放CD时使用其音频接口。接口是端点的集合可以包含一个或多个可替换的设置用户能够在USB处于配置状态时改变当前接口所含的个数和特性。接口描述符用于说明USB设备中各个接口的特性如接口所属的设备类及其子类等。USB设备的每个接口都必须有一个接口描述符。端点端点是USB设备中实际的物理