1、USB的誕生背景
在USB未誕生之前，各種設(shè)備要連接到計(jì)算機(jī)上，都需要通過各自不同各類的接口。如鍵盤、鼠標(biāo)使用PS/2接口；打/復(fù)印機(jī)使用DB-25并行端口；串口使用DE-9串行端口。而且以上接口大多不可熱插撥，每次添加設(shè)備都需要重啟計(jì)算機(jī)。一種易于使用、低成本、高傳輸速率、靈活協(xié)議、支持?jǐn)U展的新總線誕生了，他就是USB總線——通用串行總線（Universal Serial Bus）。
2、USB標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展演變史
USB通信傳輸協(xié)議的制定組織是USB-IF，成員有因特爾、微軟、惠普、蘋果等。從 1996 年的第一代 USB 1.0 開始到現(xiàn)在最新的 USB4，中間迭代了很多版本，也經(jīng)歷過多次改名。其標(biāo)準(zhǔn)主要包括以下幾個(gè)版本，而本文的內(nèi)容也是基于USB2.0的標(biāo)準(zhǔn)編寫的。
A) USB1.0
B) USB2.0
C) USB3.0
D) USB3.1
E) USB3.2
F) USB4
3、USB總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
USB系統(tǒng)分為兩部分——USB主機(jī)、USB設(shè)備，當(dāng)然還有他們之間的連接。結(jié)構(gòu)如下圖:
USB總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如下：
USB2.0標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備共分為兩類：USB2.0全速設(shè)備（FULL SPEED）和USB2.0高速設(shè)備（HIGH SPEED），兩者區(qū)別如下：
a、度：全速最高支持12Mbps、高速最高支持480Mbps；
b、上拉電阻：USB2.0標(biāo)準(zhǔn)為區(qū)分全速和高速設(shè)備，協(xié)議規(guī)定分別在D+和D-上接一個(gè)1.5K的上拉電阻。其中，全速設(shè)備上拉電阻位于D+、高速設(shè)備位于D-；
4、USB主機(jī)與從機(jī)建立連接的過程（枚舉）如下：
■設(shè)備插入（通過上拉電阻確定設(shè)備接入，且區(qū)分是全速設(shè)備還是高速設(shè)備）
■主機(jī)供電
■初始化設(shè)備
■獲取設(shè)備描述符
■再?gòu)?fù)位
■分配地址（以下操作使用新的設(shè)備地址）
■再次獲取設(shè)備描述符
■獲取配置描述符
■獲取字符串描述符
■根據(jù)上面獲取的配置，配置設(shè)備
■配置完成即可開始通信
轉(zhuǎn)換為以下更通俗易懂的過程：
當(dāng)設(shè)備連上后：
主機(jī)：你是啥設(shè)備?。?/span>
設(shè)備：0x12 0x01 0x00 0x02……設(shè)備描述符
主機(jī)：你都有些什么配置（功能）?。?/span>
設(shè)備：0x09 0x02……配置描述符（包括接口描述符、端點(diǎn)描述符、功能描述符等）
（主機(jī)通過上一步所讀取配置描述符，了解設(shè)備如項(xiàng)功能所使用的接口和端點(diǎn)）
主機(jī)：你有幾個(gè)接口??？
設(shè)備：0x09 0x04 0x00……接口描述符
主機(jī)：每個(gè)接口都用哪些端點(diǎn)?。?/span>
設(shè)備：0x07 0x05 0x82……端點(diǎn)描述符
主機(jī)：我知道啦，那我們開始傳輸數(shù)據(jù)吧。
設(shè)備：好的。
至此，整個(gè)連接過程建立完成，主機(jī)設(shè)備間可以開始通信。
注意：USB連接以及通信過程中，所有通信發(fā)起者都是USB主機(jī)，設(shè)備只能被動(dòng)響應(yīng)。
4、枚舉過程中各種描述符
各種描述符之間的關(guān)系圖：
■設(shè)備描述符
■配置描述符
■接口描述符
■端點(diǎn)描述符
■字符串描述符
注：以上圖片參考來(lái)自網(wǎng)絡(luò)
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