中文USB spec

### USB规范概述与关键技术知识点 #### 一、绪论 ##### 1.1 起因 Intel公司推出通用串行总线（USB）的主要动因有三个方面： 1. **计算机与电话之间的连接**：随着计算机通信技术的发展，未来计算机应用将更加广泛，特别是与电话系统的集成。然而，当时产业间缺乏统一标准，导致了设备间的互操作性问题。USB的出现旨在解决这一问题，通过提供一种广泛且经济高效的连接方式，加强计算机与电话系统的互联互通。 2. **提高易用性**：传统的个人电脑（PC）在接口和设备连接上存在一定的局限性，即插即用的功能尚未普及。USB的设计旨在简化用户的连接体验，使其能够轻松地连接和使用多种类型的设备，无需复杂的设置过程。 3. **端口扩充需求**：受限于物理端口数量，用户无法随意添加外部设备。USB作为一种双向、低成本、中低速的总线接口，极大地扩展了外部设备的连接能力，支持更多的功能扩展，如电话/电传/调制解调器适配器、扫描仪、键盘和个人数字助理（PDA）等。 ##### 1.2 USB规范的目标 本规范旨在为USB提供一个完整的工业标准框架，包括总线特性、协议内容、事务种类、总线管理和接口编程等方面。其核心目标是创建一个开放的生态系统，使得不同制造商生产的设备能够在统一的标准下协同工作，从而促进系统生产商和外围设备开发商的创新和发展，同时保持良好的兼容性。 #### 二、适用对象及结构 ##### 2.1 适用对象 - **外设开发商和系统生产商**：规范为他们提供了详细的指南，帮助他们更好地理解和应用USB标准，从而开发出符合市场需求的产品。 - **操作系统/BIOS/设备驱动平台**：为这些平台提供了必要的技术支持，确保它们能够有效地支持USB设备。 - **IHVS/ISVS适配器制造商**：为这些制造商提供了一套完整的技术规格，帮助他们开发兼容USB标准的产品。 ##### 2.2 结构 本书按照章节进行了细致划分，以满足不同读者的需求： - **第一章至第四章**：提供了USB的基本概念和技术概述。 - **第五章至第十章**：深入探讨了USB的技术细节，包括总线管理、事务处理等方面。 具体而言： - **外设厂家**：重点关注第四章至第十章，了解USB的技术实现细节。 - **USB的主机控制器应用**：主要参考第四章至第七章以及第九、十章，了解如何设计和实现USB主机控制器。 - **USB设备驱动厂家**：关注第四、七、九章，掌握如何开发兼容USB标准的设备驱动程序。 #### 三、术语和缩略词 为了便于理解USB规范及相关技术文档，以下列出了一些关键术语及其含义： - **ACK**: 确认信号，用于确认数据传输的成功。 - **Active Device**: 正在使用的设备，指当前连接到USB总线上的活跃设备。 - **Asynchronous Data**: 异步数据，指不需要固定时间间隔的数据传输模式。 - **Audio Device**: 音频设备，例如扬声器或麦克风。 - **Big Endian**: 大端格式，指数据存储时高位字节在前的一种字节顺序。 - **Bit Stuffing**: 数据填充，是一种在数据流中插入额外位以确保接收方能正确同步的技术。 - **Bulk Transfer**: 批量传输，一种高效的数据传输模式，适用于大量数据的传输。 - **Control Transfer**: 控制传输，用于配置设备和查询设备状态的操作。 - **Device Address**: 设备地址，用于标识USB总线上每个设备的唯一标识符。 - **Endpoint**: 端点，用于表示设备内部的数据传输路径。 - **Downstream**: 下游方向，指数据从主机到设备的传输方向。 - **Driver**: 驱动程序，负责设备与操作系统之间的通信。 以上是USB规范及其关键技术的概述，希望能够帮助读者更好地理解USB的工作原理和技术特点。