最近在研究学习USB，近期会整理更新USB相关知识，包括USB协议、设备端驱动等知识

​1.USB 介绍​

USB，英文全称：Universal Serial Bus，即通用串行总线。其版本如下：

USB：USB基础知识介绍_通用串行总线

USB2.0：


  • 低速(1.0)：1.5Mbps
  • 全速(1.1)：12Mbps
  • 高速(2.0)：480Mbps

USB3.2：


  • 超高速USB5Gbps：5Gbps
  • 超高速USB10Gbps：10Gbps
  • 超高速USB20Gbps：20Gbps

USB4: 40Gbps

可以看到USB3.2的理论速度以及很快了，最高能到达20Gbps，最新规划的USB4甚至能达到40Gbps,速度相当可以。

​电气特性​


  • USB 1.0/1.1/2.0：5V-500mA
  • USB 3.0：5V,-900mA
  • USB 3.1：5V-2A到20V-5A（仅typc-C可以支持到100w）

​2. USB 控制器及引脚​

控制器有多种标准，OHCI, UHCI, EHCI, xHCI


  • OHCI：支持1.0/1.1，硬件复杂，软件简单，嵌入式系统常用，节省硬件资源
  • UHCI：支持1.0/1.1，硬件简单，软件复杂，PC常用，成本低
  • EHCI：仅支持2.0，配合OHCI/UHCI支持1.0/1.1
  • XHCI：同时支持3.0/2.0/1.1/1.0，目的替代OHCI/UHCI/EHCI

硬件引脚：


  • USB 1.*/2.0：4个引脚，分别为GND, D-, D+, VCC
  • USB 3.0：向前兼容，9个引脚，多出来的5个引脚在接口靠里的位置，分别为StdA_SSRX-，StdA_SSRX+, GND_DRAIN, StdA_SSTX+, StdA_SSTX-(3.0后可支持全双工)

USB：USB基础知识介绍_5g_02

​3. USB 接口类型​

USB应用场景不同，衍生出很多不同的接口类型：

  • TYPE-*：一般类接口

  • TYPE-A：即普通USB接口类型
  • TYPE-B：接近正方形的梯形，2.0，工业领域
  • TYPE-C：扁圆形，3.0，不区分正反，手机领域大趋势 MINI-小型接口 Micro-超小型接口

USB：USB基础知识介绍_引脚_03

​4. USB 物理拓扑结构​

USB 物理拓扑结构如下图。最长不超过7层，设备总数不超过127.

USB：USB基础知识介绍_通用串行总线_04

​USB根集线器和集线器​：USB的标准类之一，属于USB设备的一种

  • 根集线器有且仅有一个，固定连接在主控制器上
  • 其他集线器可以任意接，但是有两个限制：

  • USB设备总数不能超过127（地址0预留，复位设备默认使用）
  • USB设备层级不能超过7层（复合设备占2层）

​USB复合设备及组合设备​: 这里的组合设备和复合设备不同翻译略有差异，以英文为主。 


  • USB复合设备：Compound Device，内嵌hub，本质是多个USB设备的封装，每个USB设备都有独立的VID/PID等
  • USB组合设备：Composite Device，本质只有一个USB设备和一套VID/PID，USB设备中包含多个子类接口，可以实现不同的功能

​5. 总结​

本文主要整理的USB的基础知识，重温USB学习。 

下篇预告，USB 之设备描述符。

USB：USB基础知识介绍_通用串行总线_05