通用串行总线 2.0 简介

USB（通用串行总线）是一种广泛使用的标准接口，用于将各种设备连接到计算机或其他电子设备上。USB接口的设计旨在取代早期常见的接口如串口和并口，提供更加方便快捷的数据传输方式，并且能够支持更多种类的设备。USB的历史可以追溯到1994年，当时由多家公司如康柏（Compaq）、数字设备公司（DEC）、IBM、英特尔（Intel）、微软（Microsoft）、日本电气公司（NEC）和北电网络（Nortel）共同开发。USB的历史经历了多个版本，从最初的USB 1.0到最新的USB 3.1，不断地对数据传输速率、连接器的物理设计、以及电源管理等方面进行改进和优化。 USB协议的架构设计为一个分层的星形拓扑结构，其中包括一台主机设备（通常是个人计算机PC）和多个外围设备。外围设备与主机连接时，可以通过集线器（Hubs）来扩展更多的连接端口。这种结构不仅简化了外围设备的安装和配置过程，同时也提高了系统的扩展性。 USB的物理接口设计为易于使用的接口类型，目前常见的有USB Type-A、Type-B以及Mini和Micro系列接口等。USB接口的物理设计包括了对数据信号线、电源线及接地线等的定义，确保了设备之间可以正确连接和通信。 在USB速度方面，不同的USB版本有不同的数据传输速率。最初的USB 1.0支持低速模式（1.5Mb/s）和全速模式（12Mb/s）。1998年发布的USB 1.1版本在性能上做了一些改进。2000年发布的USB 2.0引入了高速模式，数据传输速率提升至480Mb/s，这一版本与前两个版本保持了良好的后向兼容性。USB 3.0在2008年推出，传输速率进一步提升至5Gb/s，并继续维持向后兼容性。最新规范USB 3.1更将传输速率增至10Gb/s。 USB电源方面，随着USB版本的升级，不仅传输速率得到了显著提升，还加强了对设备供电能力的管理。USB供电能力从最初的全速模式供电500毫安提升至高速模式的900毫安，并且USB 3.0和3.1版本通过改进协议来支持更大的电流需求，这对移动设备尤其重要。 USB端点指的是USB设备上的逻辑端点，它们用于实现主机和USB设备之间的数据传输。端点类型和数量根据设备功能和需求而定，每个端点都具有特定的传输方向、传输速率和包大小等参数。 USB通信协议定义了设备之间如何进行有效通信，包括不同种类的数据包类型以及支持的各种数据传输类型。USB通信协议通过定义特定的数据包类型来保证数据传输的正确性，同时为不同的传输需求提供了支持，如批量传输（Bulk）、控制传输（Control）、中断传输（Interrupt）和同步传输（Isochronous）。 USB描述符是USB设备上的一种数据结构，用于描述设备的属性和配置信息。USB标准中定义了多种类型的描述符，包括设备描述符、配置描述符、接口关联描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符以及一些特殊的描述符类型。这些描述符共同定义了USB设备的特征，使得主机能够识别并正确使用设备。 USB类设备定义了一组标准的设备类型，使得不同厂商生产的设备能够被主机系统正确识别和使用。USB类设备包含了HID（人机接口设备）、存储设备、通信设备、图像设备、音频设备等多种类别。 USB的枚举和配置过程包括动态检测、枚举和配置三个步骤。动态检测是主机发现新连接设备的过程；枚举则是主机通过查询设备来获取其描述符信息，从而识别设备的过程；配置则是根据设备的要求和主机的能力来配置设备的过程。 调试USB设计是一个复杂的过程，涉及到在主机端和设备端的调试。开发者需要使用特定的工具和方法来进行调试，并且可能需要与USB实施者论坛（USB-IF）进行合规性测试，以确保产品符合USB标准规范。合规性测试包括USB-IF合规性测试和微软硬件认证测试等。 文档中还提到了如何获取USB设备的唯一标识符，即VID（Vendor ID）和PID（Product ID），这对于设备的生产和销售都是十分重要的信息。 文档中提到了一些相关的资源和附录，提供了USB相关产品的代码示例、文档修订记录、全球销售和设计支持、产品信息、赛普拉斯开发者社区链接以及技术支持方式。这部分内容对于开发者而言是获取更多信息和帮助的重要途径。