资料1-标准《usb技术规范v1.1》中文1998

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1、第1章绪论1.1起因Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)的目的主要基于以下三方面考虑(一)计算机与电话之间的连接显然用计算机来进行计算机通信将是下一代计算机基本的应用机器和人们的数据交互流动需要一个广泛而又便宜的连通网络然而由于目前产业间的相互独立发展,尚未建立统一标准,而USB则可以广泛的连接计算机和电话(二)易用性众所周知,PC机的改装是极不灵活的对用户友好的图形化接口和一些软硬件机制的结合加上新一代总线结构使得计算机的冲突大量减少且易于改装但以终端用户的眼光来看PC机的输入/输出如串行/并行端口键盘鼠标操纵

2、杆接口等均还没有达到即插即用的特性USB正是在这种情况下问世的(三)端口扩充外围设备的添加总是被相当有限的端口数目限制着缺少一个双向价廉与外设连接的中低速的总线限制了外围设备(诸如电话/电传/调制解调器的适配器扫描仪键盘PDA)的开发现有的连接只可对极少设备进行优化对于PC机的新的功能部件的添加需定义一个新的接口来满足上述需要USB就应运而生它是快速双向同步动态连接且价格低廉的串行接口可以满足PC机发展的现在和未来的需要1.2USB规范的目标本书规范了USB的工业标准该规范介绍了USB的总线特点协议内容事务种类总线管理接口

3、编程的设计以及建立系统制造外围设备所需的标准设计USB的目标就是使不同厂家所生产的设备可以在一个开放的体系下广泛的使用该规范改进了便携商务或家用电脑的现有体系结构进而为系统生产商和外设开发商提供了足够的空间来创造多功能的产品和开发广阔的市场并不必使用陈旧的接口害怕失去兼容性1.3适用对象该规范主要面向外设开发商和系统生产商并且提供了许多有价值的信息给操作系统/BIOS/设备驱动平台IHVS/ISVS适配器以及各种计算机生产厂家使用该USB版本的规范可以用来设计开发新产品改进一些经典的模型并开发相应的软件所有的产品都应遵循这

4、个规范——USB1.11.4本书结构第一章至第四章为读者提供了一个纲要第五章至第十章则提供了USB的所有的具体技术细节外设厂家应着眼于第四章至第十章USB的主机控制器应用主要参考第四章至第七章和第九十章USB设备驱动厂家主要参考第四七九章UniversalSerialBusDeviceClassSpecification一书可以作为本书的补充和参考各种设备的规范是形形色色的如有疑问请与USBImplementsForum索要更多细节读者也可以为向操作系统厂商索取关于USB的一些具体特性第2章背景知识本章将对USB背景知识作

5、简单描述其中主要包括设计目标总线特性以及现行技术特点2.1USB的设计目标USB的工业标准是对PC机现有的体系结构的扩充USB的设计主要遵循以下几个准则易于扩充多个外围设备价格低廉且支持12M比特率的数据传输对声音音频和压缩视频等实时数据的充分支持协议灵活综合了同步和异步数据传输兼容了不同设备的技术综合了不同PC机的结构和体系特点提供一个标准接口广泛接纳各种设备赋予PC机新的功能使之可以接纳许多新设备2.2使用的分类表2-1按照数据传输率(USB可以达到)进行了分类可以看到12M比特率可以包括中速和低速的情况总的来说中速的

6、传输是同步的低速的数据来自交互的设备USB设计的初衷是针对桌面电脑而不是应用于可移动的环境下的软件体系通过对各种主机控制器提供支持以保证将来对USB的扩充性能应用特性低速键盘鼠标游戏棒低价格热插拔易用性交互设备10-20kb/s中速ISBNPBXPOTS低价格易用性动态插电话音频压缩视频拔限定带宽和延迟500kb/s-10Mb/s高速音频磁盘高带宽限定延迟易用性音频磁盘25-500Mb/s表2-12.3特色USB的规范能针对不同的性能价格比要求提供不同的选择以满足不同的系统和部件及相应不同的功能其主要特色可归结为以下几点终

7、端用户的易用性为接缆和连接头提供了单一模型电气特性与用户无关自我检测外设自动地进行设备驱动设置动态连接动态重置的外设广泛的应用性适应不同设备传输速率从几千比特率到几十兆比特率在同一线上支持同步异步两种传输模式支持对多个设备的同时操作可同时操作127个物理设备在主机和设备之间可以传输多个数据和信息流支持多功能的设备利用低层协议提高了总线利用率同步传输带宽确定的带宽和低延迟适合电话系统和音频的应用同步工作可以利用整个总线带宽灵活性直接一系列大小的数据包允许对设备缓冲器大小的选择通过指定数据缓冲区大小和执行时间支持各种数据传输率

8、通过协议对数据流进行缓冲处理健壮性出错处理/差错恢复机制在协议中使用对用户感觉而言热插拔是完全实时的可以对有缺陷设备进行认定与PC产业的一致性协议的易实现性和完整性与PC机的即插即用的体系结构的一致对现存操作系统接口的良好衔接价廉物美以低廉的价格提供1.5兆比特率的子通道设施将外设和主机硬件进行了最优化