一、Linux USB驱动之USB规范初探

写在开始的话

最近因为工作的需要，需要了解USB体系相关知识，以前喜欢记笔记的，长时间不写字了，也懒得去写了，所以就想到了写博客，记录学习USB的过程中的个人理解。至目前（2014年11月），USB3.0规范在嵌入式设备中还没有普及，我只学习USB2.0及以前的规范。所以博客中仅仅记会录USB2.0及以前的规范相关理解，主要以USB2.0体系为主。

从体系开始——体系简介

USB是一种支持热插拔的高速串行总线，使用差分信号来传输数据，到USB2.0规范，它最高支持480Mbps(USB2.0)的传输速率，支持USB2.0的设备称为高速设备。其他还有全速设备（USB1.1），速率为12Mbps，低速设备(USB1.0)，速率为1.5Mbps。

USB支持总线供电和自供电两种供电方式，总线供电模式下，设备可以从总线上最大获取500mA的电流。USB接口的供电电压为5V，对于总线供电的设备，在枚举动作完成之前最多可以从总线上获取100mA的电流。

USB被设计成向下兼容的，当低速和全速设备连接到高速主机上时，主机可以通过分离传输来支持他们。这样改总线上传输最高速度等级由最慢的设备决定。设备包括主机，HUB，USB功能设备。

USB体系包括“主机”，“设备”，以及“物理连接”。主机提供USB接口，并提供管理结构的软件。主机可以是PC机，嵌入式设备等。一个USB系统中只能有一个主机。包括USB功能设备和HUB，一个USB系统中可以有127个设备。因为一个USB HOST最多同时支持128个地址，0地址为默认地址，在设备枚举时临时使用。以HOST-ROOT HUB为起点，最多支持七层，也就是说任何一个USB系统最多支持5个HUB级联。

USB系统层次结构图

USB采用轮询广播机制传输数据，所以的传输都是由主机发起。任何时刻USB系统内只允许一个数据包在传输。USB采用“令牌包”——“数据包”——“握手包”的传输机制。在令牌包中指定数据的来源或去向的设备地址和端点（Endpoint），来保证设备对广播的数据包或令牌包做出响应。握手表示传输是否成功。</