USB理论学习之五-----USB主机协议简介
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2022-10-30 19:30:57
- USB主机协议简介
- USB开发分为：
- USB外设开发
- USB核心驱动程序和USB主控制器驱动程序开发-----USB系统软件
- USB工业标准：
- 通用式主机控制器接口（UHCI）
- 开放式主机控制器接口（OHCI）
- 上述两者均有主机控制器和主机控制器驱动程序组成
- 主机控制器----面向硬件部分及生产厂商，规定接口，处理各种USB事务的各种功能模块以及给用户使用的寄存器定义
- 主机控制器驱动程序----USB协议栈软件与USB主机控制器硬件之间联系的接口，直接负责主机控制器硬件的配置和管理
- USB主机系统的功能：
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- USB总线接口层
- 指以USB主机控制器为核心的硬件部分，包括串行接口引擎以及之间的电气连接；
- USB主机控制器集成了USB根Hub，以及提供了USB设备的连接点；
- USB系统层
- 控制主机控制器来管理主机和设备之间的数据传输
- 包括三部分
- USB主控制器驱动程序
- USB核心驱动程序
- 主机软件
- USB用户层
- USB主机控制器
- USB主机控制器即USB主机接口芯片的核心部分
- 实现功能：
- 处理主机和设备状态（暂态）
- 数据串行化和并行化（SIE模块）
- 产生SOF帧（1ms产生一个帧起始包划分USB总线的时间）
- 数据处理
- 协议引擎：USB协议层的接口
- 数据发送错误处理
- 远程唤醒：挂起态时USB系统通知主机控制器停止所有USB活动，包括产生SOF帧
- 根Hub：接口
- 主机系统接口：USB主机控制器芯片与核心CPU或系统内存之间的通信接口
- 主控制器驱动程序HCD
- 对USB主机控制器硬件和数据传输的一种抽象
- 向上仅对USB核心驱动程序服务
- 提供一个软件接口，HCDI
- 向下直接管理和检测主控制器硬件的各种行为
- HCD提供的功能主要有：
- 主机控制器硬件初始化
- 为USBD层提供相应的接口函数
- 提供根Hub设备配置、控制功能
- 完成四种类型数据传输
- USB核心驱动程序USBD
- 向上接收USB设备驱动程序和用户程序的各种请求和数据
- 向下把处理好的各种数据发送给HCD，最终与设备通信
- 通过管道接口和命令接口两套机制来实现其所有的服务
- 结构
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- 主要的服务：
- 通过命令机制实现配置功能
- 通过命令和管道机制实现数据传输服务
- USB事件的指示
- 状态报告和错误检查
- 命令机制：
- 接口状态的控制
- 管道状态的控制
- 获取设备描述符
- 获取当前的配置设置
- 添加设备，USBD的软件接口USBDI使Hub能够将新接入的设备的信息通知给USBD----USBD为该设备分配地址----准备缺省的控制管道进行枚举和配置
- 移除设备
- 管道状态
- 发送类请求命令：接收设备类驱动程序的请求经过处理后发送给设备
- 发送用户定义的命令
- 建立用于替换的设置
- 建立一个配置
- 设备描述符：USBDI允许修改已存在的描述符或者增加新的描述符
- 管道机制：
- 缺省管道：利用控制传输和设备端点0进行数据传输，用于交换设备的配置信息等，受USBD直接管理
- 用户管道：不受USBD直接管理，由USBD的上层软件拥有和管理
- 进行更基本的数据传输
- 支持四种类型的数据传输
