USB系统的构成如何?

作者:cambrain     发布时间:2025-01-21     点击数:0    

USB(Universal Serial Bus)系统主要由USB主机、USB设备和USB总线三部分构成,以下是具体介绍:

USB主机

主机控制器:它是USB主机的核心部分,负责产生USB总线上的各种信号,对USB设备进行枚举、配置和管理,实现与USB设备的数据传输。可集成在主板芯片组中,也可作为独立的扩展芯片。

主机软件:包括USB驱动程序和USB主机应用程序。USB驱动程序负责与主机控制器交互,将上层应用程序的请求转换为对主机控制器的操作命令,并处理来自USB设备的中断和数据。USB主机应用程序则是用户与USB设备进行交互的接口,如文件传输软件、设备管理工具等。

USB设备

USB功能设备:是具有特定功能的USB设备,如U盘、鼠标、键盘、打印机等。内部包含功能模块和USB接口模块,功能模块实现设备的特定功能,如鼠标的定位功能、打印机的打印功能等;USB接口模块负责与USB总线进行通信,将设备的功能请求和数据转换为符合USB协议的格式进行传输。

USB集线器:用于扩展USB接口数量,可使多个USB设备连接到同一USB总线上。有多个下行端口,可连接多个USB设备,还有一个上行端口,用于连接到USB主机或上级USB集线器。具有端口管理、电源管理等功能,可对连接的USB设备进行供电和控制。

USB总线

物理层:主要由电缆和连接器组成,负责在USB主机和USB设备之间传输电信号。USB电缆包含四条线,两条用于电源传输(VCC和GND),两条用于数据传输(D+和D-)。USB连接器有多种类型,如Type-A、Type-B、Type-C等,不同类型的连接器适用于不同的设备和应用场景。

协议层:定义了USB设备与主机之间的数据传输格式和通信规则,包括令牌包、数据包、握手包等各种类型的数据包格式,以及总线访问、数据传输、设备枚举等通信流程。USB协议层确保了不同厂家生产的USB设备能够与USB主机进行兼容和可靠的通信。