【正文】 接收下一個(gè)數(shù)據(jù)包，ACK 表示肯定應(yīng)答，已經(jīng)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)包。低速 USB 設(shè)備不支持批量傳輸，高速批量端點(diǎn)的最大包長(zhǎng)度為 512，全速批 量端點(diǎn)的最大包長(zhǎng)度可以為 1364。如果需要在兩個(gè)方向上進(jìn)行某種單向傳輸，需要占用兩個(gè)端點(diǎn)，分別配置成不同的方向，可以擁有相同的端點(diǎn)編號(hào)。除高速高帶寬中斷端點(diǎn)外，一個(gè)微幀內(nèi)僅允許一次中斷事務(wù)傳輸，高速高帶寬端點(diǎn)最多可以在一個(gè)微幀內(nèi)進(jìn)行三次中斷事務(wù)傳輸，傳輸高達(dá) 3072 字節(jié)的數(shù)據(jù)。 高速中斷傳輸不得占用超過 80%的微幀時(shí)間，全速和低速不得超過 90%。中斷傳輸?shù)难舆t有保證，但并非實(shí)時(shí)傳輸，它是一種延遲有限的可靠傳輸，支 持錯(cuò)誤重傳。在一幀內(nèi)如果有多余的未用時(shí)間，并且沒有同步和中斷傳輸，可以用來進(jìn)行控 制傳輸。這也就是說如果 一個(gè)端點(diǎn)收到/發(fā)送了一個(gè)長(zhǎng)度小于最大包長(zhǎng)度的包，即意味著數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。Buffer 越大，單次可接收/發(fā)送的數(shù)據(jù)包越大，反之亦反。對(duì)于高速設(shè)備該值為 64Byte；對(duì)于低速設(shè)備該值為 8；全速設(shè)備可以是 13 64。其他三種傳輸類型都沒有格式定義。第一階段為從 HOST 到 Device 的 SETUP 事務(wù)傳輸，這個(gè)階段指定了此次控制傳輸?shù)恼?qǐng)求類型； 第二階段為數(shù)據(jù)階段，也有些請(qǐng)求沒有數(shù)據(jù)階段；第三階段為狀態(tài)階段，通過一次 IN/OUT 傳輸表明請(qǐng)求是否成功完成。 USB 數(shù)據(jù)流模型USB 體系定義了四種類型的傳輸，它們是： 控制傳輸、 中斷傳輸、批量傳輸、同步傳輸。對(duì)于總線供電設(shè)備，在枚舉完成前最多可從總線獲取 100mA 的電流。HOST 根據(jù) PID 和 VID 加載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行合適的配置。枚舉是 USB 體系中一個(gè)很重要的活動(dòng)，由一系列標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求組成（若設(shè)備屬于某個(gè)子類，還包含 該子類定義的特殊請(qǐng)求） 。USB 設(shè)備連接到 HOST 時(shí)，HOST 必須通過默認(rèn)的控制管道對(duì)其進(jìn)行枚舉，完成獲得 其設(shè)備描述、進(jìn)行地址分配、獲得其配置描述、進(jìn)行配置等操作方可正常使用。管道（Pipe）是主機(jī)和設(shè)備端點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪Ｐ?，共有兩種類型的管道：無格式的 流管道（Stream Pipe）和有格式的信息管道（Message Pipe） 。端點(diǎn)（Endpoint）是 USB 設(shè)備中的可以進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的最小單元，支持單向或者雙向的數(shù)據(jù)傳 輸。PID 指定了數(shù)據(jù)包的類型（共 16 種） 。其中數(shù)據(jù)的格式針對(duì)不同的包有不同的格式。一個(gè)包由多個(gè)域構(gòu)成：同步域（SYNC） 、標(biāo)示域（PID） 、地址域(ADDR)、端點(diǎn)域(ENDP)、幀號(hào)域(FRAM)、數(shù)據(jù)域(DATA)、校驗(yàn)域(CRC)。一個(gè)事務(wù)由一個(gè)或多個(gè)包（packet）構(gòu)成。圖 6 USB 傳輸方式分析一個(gè)傳輸有一個(gè)或多個(gè)事務(wù)（transaction）構(gòu)成。USB 采用“令牌包”“數(shù)據(jù)包”“握手包”的傳輸機(jī)制，在令牌包中指定數(shù)據(jù)包去向或者來源的設(shè)備地址和端點(diǎn)（Endpoint） ，從而保證了只有一個(gè)設(shè)備對(duì)被廣播的數(shù)據(jù)包/令牌包作出響應(yīng)。一個(gè) USB 設(shè)備只有一個(gè)設(shè)備描述符，一個(gè)設(shè)備描述符可以包含多個(gè)配置描述符，一個(gè)配置描述符可以包含多個(gè)接口描述符，一個(gè)接口使用幾個(gè)端點(diǎn)就有幾個(gè)端點(diǎn)描述符。同樣，USB 內(nèi)部，同樣也包含了類似于PCI 配置寄存器，這樣的固定格式的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)，主機(jī)可以獲取 USB 設(shè)備的類型、生產(chǎn)廠商等信息。每個(gè)設(shè)備必有端點(diǎn) 0，它用于設(shè)備枚舉和對(duì)設(shè)備進(jìn)行一些基本的控制功能。設(shè)備端點(diǎn)是 USB 設(shè)備中的唯一可尋址部分，它位于 USB 設(shè)備或主機(jī)上的一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用來存放和發(fā)送 USB 各種數(shù)據(jù)，主機(jī)和設(shè)備的通信的最終作用于設(shè)備的各個(gè)端點(diǎn)。 USB 設(shè)備邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)備描述符配置 0 配置 n接口 0 接口 0 接口 1端點(diǎn) 0 端點(diǎn) 1 端點(diǎn) 0圖 5 USB 設(shè)備邏輯結(jié)構(gòu)在 USB 協(xié)議中接口由多個(gè)端點(diǎn)組成，代表一個(gè)基本的功能，是 USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序控制的對(duì)象。ROOT HUB 是一個(gè)特殊的 USB HUB，它集成在主機(jī)控制器里，不占用地址。USB 體系采用分層的星型拓?fù)鋪磉B接所有 USB 設(shè)備，如下圖所示：圖 4 USB 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) b以 HOSTROOT HUB 為起點(diǎn) ，最多支持 7 層（Tier） ，也就是任何一個(gè) USB 系統(tǒng)中最多可以允許 5 個(gè) USB HUB 級(jí)聯(lián)。一個(gè) USB HOST 最多可以同時(shí)支持 128 個(gè)地址，地址 0 作為默認(rèn)地址，只在設(shè)備枚舉期間臨時(shí)使 用，而不能被分配給任何一個(gè)設(shè)備，因此一個(gè) USB HOST 最多可以同時(shí)支持 127 個(gè)地址，如果一個(gè)設(shè) 備只占用一個(gè)地址，那么可最多支持 127 個(gè) USB 設(shè)備。 OHCI驅(qū)動(dòng)程序用來為非 PC 系統(tǒng)上的（以及帶有 SiS 和 ALi 芯片組的 PC 主板上的） USB 芯片提供支持。OHCI 即 Open Host Controller Interface，開放式主機(jī)控制接口協(xié)議 。USB 主控器在 USB 系統(tǒng)中 USB 主控器負(fù)責(zé)主機(jī)與設(shè)備之間的電氣和協(xié)議層得互聯(lián)。 USB 在實(shí)際設(shè)備應(yīng)用中將被稱為“USB SuperSpeed”，順應(yīng)此前的 USB FullSpeed 和 USB HighSpeed。 USB 基于半雙工二線制總線，只能提供單向數(shù)據(jù)流傳輸，而 USB 采用了對(duì)偶單純形四線制差分信號(hào)線，故而支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸，這也是新規(guī)范速度猛增的關(guān)鍵原因。該技術(shù)的目標(biāo)是推出比目前連接水平快 10 倍以上的產(chǎn)品，采用與有線 USB 相同的架構(gòu)。隨著數(shù)字媒體的日益普及以及傳輸文件的不斷增大——甚至超過 25GB，快速同步即時(shí)傳輸已經(jīng)成為必要的性能需求。 USB 簡(jiǎn)介英特爾公司（Intel）和業(yè)界領(lǐng)先的公司一起攜手組建了 USB 推廣組，旨在開發(fā)速度超過當(dāng)今 10 倍的超高效 USB 互聯(lián)技術(shù)。 重新命名了 USB 標(biāo)準(zhǔn)將原先的 USB 改成了 USB Full Speed（全速版） ，同時(shí)將原有的 USB 改成了 USB HighSpeed（高速版） ，并同時(shí)公布了新的標(biāo)識(shí)。 由于當(dāng)時(shí)制訂的標(biāo)準(zhǔn)有了變化，USB 規(guī)范就產(chǎn)生了三種速度選擇：480Mbps、12Mbps、。 USB 接口類型圖 1 USB 接口類型Mini 型（公口） 、Mini 型（母口） 、Mini 型 USB B 型、USB A 型（母口） 、USB A 型（公口）　　標(biāo)準(zhǔn) USB 接口標(biāo)準(zhǔn) USB 連接器觸點(diǎn) 觸點(diǎn) 功能（主機(jī)） 功能（設(shè)備）1 VBUS (－ V) VBUS (－ V)2 D D3 D+ D+4 接地 接地　USB 信號(hào)使用分別標(biāo)記為 D+ 和 D 的雙絞線傳輸，它們各自使用 半雙工的差分信號(hào) 并協(xié)同工作，以抵消長(zhǎng)導(dǎo)線的電磁干擾。目前無線局域網(wǎng)的 協(xié)議采用位于 附近的一小段頻帶進(jìn)行通信，而超寬帶技術(shù)則采用從 到 的頻帶進(jìn)行通信。無線 USB 標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸速率與目前的有線 USB 標(biāo)準(zhǔn)是一樣的，均為每秒 480M，兩者的區(qū)別在于無線USB 要求在個(gè)人電腦或外設(shè)中裝備無線收發(fā)裝置以代替電纜連線。目前的主板上的 USB 都支持 ，但 USB 只有較新的主板才能支持，購買時(shí)根據(jù)個(gè)人情況選擇產(chǎn)品，雖然 向下兼容 ，但支持 接口的移動(dòng)硬盤盒比 的要貴一些。 USB 口硬盤盒目前的主流，其最大優(yōu)點(diǎn)是使用方便，支持熱插拔和即插即用。前置 USB 接口在這方面就給用戶提供了很好的易用性。 USB 的擴(kuò)展應(yīng)用 前置 USB 接口前置 USB 接口是位于機(jī)箱前面板上的 USB 擴(kuò)展接口。 有高速、全速和低速三種工作速度，高速是 480Mbit/s，全速是 12Mbit/s，低速是 。USB 將設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，比 USB 標(biāo)準(zhǔn)快 40 倍左右，速度的提高對(duì)于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設(shè)備，而且具有多種速度的周邊設(shè)備都可以被連接到 USB 的線路上，而且無需擔(dān)心數(shù)據(jù)傳輸時(shí)發(fā)生瓶頸效應(yīng)。 用戶的需求，是促進(jìn)科技發(fā)展的動(dòng)力，廠商也同樣認(rèn)識(shí)到了這個(gè)瓶頸。因此若要外接光驅(qū),至多能接六倍速光驅(qū)，無法再高。USB 在個(gè)人電腦上往往具有多個(gè)接口，可以同時(shí)連接幾個(gè)設(shè)備，如果接上一個(gè)有四個(gè)端口的 USB HUB 時(shí)，就可以再連上。大家常見的是 IDE 接口的硬盤，串口的鼠標(biāo)鍵盤，并口的打印機(jī)掃描儀，可是有了 USB 之后，這些應(yīng)用外設(shè)統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標(biāo)準(zhǔn)與個(gè)人電腦連接，這時(shí)就有了 USB 硬盤、USB 鼠標(biāo)、USB 打印機(jī)等等。USB 設(shè)備大多以“小、輕、薄”見長(zhǎng)，對(duì)用戶來說，同樣 20G 的硬盤，USB 硬盤比 IDE 硬盤要輕一半的重量，在想要隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)然 USB硬盤會(huì)是首要之選了。這就讓用戶在使用外接設(shè)備時(shí)，不需要重復(fù)“關(guān)機(jī)將并口或串口電纜接上再開機(jī)”這樣的動(dòng)作，而是直接在電腦工作時(shí)，就可以將 USB 電纜插上使用。 USB 各版本區(qū)別版本最大傳輸速率速率稱號(hào)最大輸出電流協(xié)議推出時(shí)間： ：(192KB/s)低速(LowSpeed)500mA……1996 年 1 月；：12Mbps()全速(FullSpeed)500mA……1998 年 9 月；：480Mbps(60MB/s)高速(HighSpeed)500mA……2022 年 4 月；：5Gbps(640MB/s)超速(SuperSpeed)900mA……2022 年 11 月。而且 USB 接口還可以通過專門的 USB 連機(jī)線實(shí)現(xiàn)雙機(jī)互連，并可以通過 Hub 擴(kuò)展出更多的接口。USB 需要主機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和外設(shè)三個(gè)方面的支持才能工作。目前主板中主要是采用 和，各 USB 版本間能很好的兼容。 這幾年，隨著大量支持 USB 的個(gè)人電腦的普及，USB 逐步成為個(gè)人電腦的標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)是大勢(shì)所趨。早在 1995 年，就已經(jīng)有個(gè)人電腦帶有USB 接口了，但由于缺乏軟件及硬件設(shè)備的支持，這些個(gè)人電腦的 USB 接口都閑置未用。第二章 USB 簡(jiǎn)介 USB 的沿革USB 是英文 Universal Serial Bus 的縮寫，中文含義是“通用串行總線” 。 課題研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要以 Linux USB 為中心，研究 USB 系統(tǒng)架構(gòu)與其協(xié)議分析、Linux 系統(tǒng)內(nèi)核及內(nèi)核模塊配置和編譯、Linux USB 系統(tǒng)與功能測(cè)試和 Linux USB 鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)。 課題研究的意義USB 憑借自身的優(yōu)勢(shì)，USB 設(shè)備也開始廣泛的應(yīng)用于嵌入式設(shè)備中。USB 是一個(gè)使計(jì)算機(jī)周邊設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)化、單一化的接口，其規(guī)格是由 Intel（英特爾） 、NEC、Compaq、DEC、IBM（商業(yè)機(jī)器公司） 、Microsoft（微軟） 、Northern Tele聯(lián)系制定的。Linux。ABSTRACTWith the rapid development of puter hardware and peripherals increasing, keyboard, mouse, modem, printer, scanner is already known, digital camera, MP3 player, so many of the ensuing equipment, how to access personal puter? USB is based on the objective of generation. USB is a puter peripheral devices connected standardization, simplification, its specification is made interface Intel (Intel), NEC, Compaq, DEC, IBM (business machine pany), Microsoft (Microsoft), Northern Tele contact work. USB with transmitting speed, easy to use, support hot swaps, connect flexible, independent power supply etc, almost applied to all external devices, now became a personal puter and intelligent devices with one of the interface of will. This design mainly Linux USB as the center, the research system archite