软件设计：USB总线标准

作者:源码分析更新于： 2020-05-07 10:39:50

　　USB总线是为通用串行总线，USB接口位于PS/2接口和串并口之间，允许外设在开机状态下热插拔，最多可串接下来127个外设，传输速率可达480Mb/S，它可以向低压设备提供5伏电源，同时可以减少PC机I/O接口数量。

　　OHCI即OpenHostControllerInterface，开放式主机控制接口协议，一个不仅仅是usb用的主控制器接口标准，下面细分为usb，1394，或者更多。主要是遵循csr(configurationspaceregister)标准。是其他厂商在设计usbhostcontroller时遵循的标准，如via,nec,ali,包括nvidia等等。

　　EHCI(EnhancedHostControllerInterface)增强型主机控制器接口规范描述了一个通用串行总线(USB)2.0版的主机控制器的寄存器级接口。该规范包括系统软件和主机控制器硬件之间的硬件/软件接口的描述。本规范的目的是为硬件组件设计，系统集成商和设备驱动程序(软件)开发。

　　USB总线标准

　　1.USB总线类型：

　　OHCI（OpenHostControllerInterface）是支持USB1.1的标准，但它不仅仅是针对USB，

　　UHCI（UniversalHostControllerInterface），是Intel主导的对USB1.0、1.1的接口标准，与OHCI不兼容

　　EHCI（EnhancedHostControllerInterface），是Intel主导的USB2.0的接口标准

　　XHCI（eXtensibleHostControllerInterface），是USB3.0的接口标准，它在速度、节能、虚拟化等方面都比前面3中有了较大的提高

　　2.USB-SPEED：

　　LOW：usb1.0（usb低速设备）

　　FULL：usb1.1（usb全速设备）

　　HIGH：usb2.0（usb高速设备）

　　SUPER：usb3.0（usb超高速设备）

　　USB总线允许外设在开机状态下热插拔，最多可串接下来127个外设，传输速率可达480MB/S，P它可以向低压设备提供5伏电源，同时可以减少PC机I/O接口数量。

　　USB总线接口处理电气层与协议层的互连。从互连的角度来看，相似的总线接口由设备及主机同时给出，例如串行接口机(SIE)。USB总线接口由主控制器实现。

　　USB系统用主控制器管理主机与USB设备间的数据传输。它与主控制器间的接口依赖于主控制器的硬件定义。同时，USB系统也负责管理USB资源，例如带宽和总线能量，这使客户访问USB成为可能。USB系统还有三个基本组件:

　　主控制器驱动程序(HCD)这可把不同主控制器设备映射到USB系统中。HCD与USB之间的接口叫HCDI，特定的HCDI由支持不同主控制器的操作系统定义，通用主控制器驱动器(UHCD)处于软结构的最底层，由它来管理和控制主控制器。UHCD实现了与USB主控制器通信和控制USB主控制器，并且它对系统软件的其他部分是隐蔽的。系统软件中的最高层通过UHCD的软件接口与主控制器通信。

　　USB驱动程序(USBD)它在UHCD驱动器之上，它提供驱动器级的接口，满足现有设备驱动器设计的要求。USBD以I/O请求包(IRPs)的形式提供数据传输架构，它由通过特定管道(Pipe)传输数据的需求组成。此外，USBD使客户端出现设备的一个抽象，以便于抽象和管理。作为抽象的一部分，USBD拥有缺省的管道。通过它可以访问所有的USB设备以进行标准的USB控制。该缺省管道描述了一条USBD和USB设备间通信的逻辑通道。