USB接口介绍

    USB设备系统分为两个部分，USB Host端和USB Device端，以USB接口的U盘为例子，U盘自身是一个USB Device，PC机的USB接口以及相关的控制电路为USB Host部分。

    每个部分由硬件部分和软件部分组成，硬件部分由USB主机控制器和USB接口芯片来组成，固件（软件）由两侧的驱动程序组成。

   

    为了规范不同厂商的USB设备，IEEE指定了相应的规范，只要不同端的设备都符合此规范，就能正常的通讯。

主机控制器协议

     主机控制器协议有 OHCI、EHCI、UHCI、xHCI。

     对于协议规范里面的特定功能，由硬件来实现还是由软件来实现，这取决于不同的应用场合和环境，因此，就出现了针对USB1.1协议的OHCI和UHCI主机控制器协议。

     OHCI把一些功能实现放在硬件上面，因此，软件方面就比较容易开发，常用于嵌入式系统

     UHCI则把一些功能的实现更多的放在软件上面，因此，硬件上面就可以做的较为简单，适用于大规模生产，常用于PC中

     为了解决USB1.1传输速度低下的问题，USB规范升级到USB2.0，对应的主机控制器规范升级为 EHCI。

     进一步升级USB规范到USB3.0，对于的主机控制器规范为xHCI。下图是不同USB主机控制器的区别。

 

USB硬件接口

    USB的插头和插座，根据不同使用环境，分为三种类型，Type最大，Mini适中，Micro最小。每个类型中又分为A类和B类两个规格。

    

    

USB3.0的接口，USB3.0相比于USB2.0增加了4根线，不过在设计上，保持同USB2.0的兼容。

    

下图是不同规范的协议对比：

 

编码方式

    USB中用NRZI(非归零反转码),电平翻转代表逻辑0，电平不变代表逻辑1.USB的每个数据包都以同步域开头(0000_0001),通过编码成为方波。为了防止发送同样的数据造成的传输误差，USB规定了强制插0的协议，即如果要传输的数据中有7个连续的1，发送前会在第六个1的后面强制插入一个0，强制反转发送信号，使得两侧的接受频率同步。

 

USB的分类

    USB只是一种接口形式，基于此接口，可以有多重多样的设备，为了便于统一管理，对于不同的设备，USB规范规定了不同的设备类型，详细的USB的Class分类参加此链接：

    http://www.xat.nl/en/riscos/sw/usb/class.htm

 

USB的枚举

    USB的枚举，USB Emulation，就是USB初始化的意思，简单的说，就是USB的Host和Device之间的对话。

 

USB的数据传输

    一次USB的传输，由不同事务(Transaction)组成，一个事务是由不同的包(Packet)组成，一个包是由不同的域组成。见下图：

   

    数据传输分为两类：周期性的和非周期性的。

            周期性的有中断传输和等时传输。

            非周期性的有控制传输和批量传输

  参考链接：

USB设备简述:

http://blog.csdn.net/ljzcom/article/details/8574411

USB设备驱动开发：

http://blog.csdn.net/ljzcom/article/details/8574387

usb设备的probe过程：

http://blog.csdn.net/ljzcom/article/details/7419867

USB设备驱动开发之数据结构：

http://blog.csdn.net/ljzcom/article/details/7693209

http://blog.csdn.net/ljzcom/article/details/7693212

http://blog.csdn.net/ljzcom/article/details/7693219 

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