USB2.0技术规范(中文)

### USB2.0技术规范关键知识点解析 #### 1. 背景与起源 - **计算机通信的需求**：随着计算机技术的发展，计算机与电话之间的连接成为必要，这需要一个广泛且经济高效的连接网络。 - **提高易用性**：传统PC机的扩展性和兼容性较差，尤其是输入/输出接口，缺乏即插即用的功能。USB技术的出现旨在改善这一状况，使其更加用户友好。 - **端口扩展需求**：受限于端口数量和速度，外围设备的开发受到了限制。USB作为一种快速、双向、同步、动态连接且价格低廉的串行接口，能够满足未来计算机发展的需求。 #### 2. USB规范的目标 - **标准化**：USB规范制定了工业标准，明确了总线特点、协议内容、事务种类、总线管理、接口编程等设计要求，为系统制造商和外围设备开发商提供了统一的指导原则。 - **开放性与兼容性**：USB的目标是让不同制造商的设备能够在开放的体系下广泛使用，同时改进了现有PC架构，并为系统制造商和外设开发者提供了创新的空间。 - **适用范围**：此规范适用于外围设备开发商、系统生产商、操作系统/BIOS/设备驱动平台、IHV/ISV适配器以及各种计算机制造商。 #### 3. 技术特点 - **数据传输率**： - **低速交互设备**（10-20kb/s）：适用于键盘、鼠标等基本输入设备，特点是低成本、支持热插拔和易于使用。 - **中速设备**（500kb/s-10Mb/s）：适用于电话、音频和压缩视频等设备，支持同步传输，具有低价格、易用性和动态插拔等特点。 - **高速设备**（25-500Mb/s）：适用于音频、磁盘等高性能设备，支持高带宽和限定延迟，同样易于使用。 - **灵活性**： - 支持同步和异步传输模式，能够在同一线上同时支持这两种传输方式。 - 支持同时操作127个物理设备，实现多个数据和信息流的传输。 - 支持多功能设备，利用低层协议提高总线利用率。 - 提供确定的带宽和低延迟，特别适合电话系统和音频应用。 #### 4. 用户友好性与广泛应用 - **用户友好**：USB提供了一种单一的接缆和连接头模型，简化了用户的连接过程。它还支持自我检测外设和自动设备驱动安装等功能，进一步提升了用户体验。 - **广泛兼容性**：USB能够适应各种类型的设备，从低速交互设备到高速多媒体设备，传输速率范围广，能够满足不同类型的应用需求。 #### 5. 技术细节 - **同步传输**：USB支持同步传输，这种传输模式可以充分利用整个总线带宽，特别适合对实时性有较高要求的应用场景。 - **动态连接与重置**：USB支持设备的动态连接和自动重置功能，增强了系统的灵活性和稳定性。 - **设备缓冲区管理**：USB允许对设备缓冲器大小进行选择，从而更好地控制数据包的大小，提高传输效率。 #### 6. 结构概述 - **第一至四章**：提供了USB的基本概念和技术概览。 - **第五至十章**：深入介绍了USB的技术细节，包括总线管理、接口编程等高级主题。 - **主机控制器应用**：主要参考第四至第七章和第九、十章。 - **设备驱动程序开发**：主要关注第四、七、九章。 - **补充资料**：《Universal Serial Bus Device Class Specification》作为补充书籍，提供了更多关于特定设备类别的规范信息。 USB2.0技术规范不仅定义了USB接口的技术标准，还强调了其在提升用户体验、扩大设备兼容性方面的优势。这些特性的结合使得USB成为现代计算环境中不可或缺的一部分。