USB基础知识详解：从来龙去脉到协议概览

"USB基础知识概论，由作者crifan编写，主要涵盖了USB的基本概念、发展背景、硬件组件、软件层面以及USB协议的概览。文章适用于初学者，旨在提供全面而简洁的USB理解框架。" USB（Universal Serial Bus）是一种广泛应用于现代计算机和其他电子设备之间的接口标准，用于数据传输和设备供电。该技术自推出以来，已经经历了多次迭代，极大地简化了设备连接和通信。 正文： 1. 此文目的：旨在为读者提供USB的基础知识，包括其历史、工作原理、硬件结构和软件层面的理解，帮助读者快速掌握USB技术的基础概念。 1.2. 关于USB文档推荐： - 大而全的USB英文资料：提供了深入的USB技术详解，适合深入研究。 - 简明扼要的USB英文资料：适合快速了解USB基础，便于入门。 - 全系列的介绍Linux下的USB中文资料：针对在Linux环境下使用USB设备的开发者，详细解释了USB在Linux系统中的实现。 1.3. 声明：可能涉及版权和使用许可的信息，提醒读者尊重原创，合法使用。 2. USB的来龙去脉： - USB是什么：USB是一种通用串行总线，用于连接各种外围设备，如键盘、鼠标、打印机、扫描仪、移动硬盘等。 - 为何要有USB：USB的出现是为了统一和简化电脑接口，减少线缆数量，提高设备的即插即用性和易用性。 3. USB相关的基础知识： - USB控制器：OHCI（Open Host Controller Interface）、UHCI（Universal Host Controller Interface）、EHCI（Enhanced Host Controller Interface）和xHCI（Extensible Host Controller Interface）。其中，OHCI和UHCI主要用于USB1.1，EHCI支持USB2.0，而xHCI则用于USB3.0及以上版本。 - USB接口的引脚定义和接口类型：包括A型、B型、Micro-A、Micro-B、Type-C等，每种接口都有特定的应用场景。 - USB设备端的固件和主机端的USB驱动：固件负责设备的初始化和控制，驱动则是操作系统与硬件间的桥梁。 4. USB协议概览： - USB2.0协议内容概览：主要介绍了高速（480Mbps）、全速（12Mbps）和低速（1.5Mbps）三种传输模式。 - USB协议的版本和支持的速度：随着技术的发展，USB协议不断升级，速度逐步提升，如USB3.1可达10Gbps，USB4可达到40Gbps。 - USB系统的核心是Host：Host负责设备的管理和数据传输，设备则按照Host的指令进行操作。 - USB数据编码：采用NRZI（Non-Return-to-Zero Inverted）编码和Bit-Stuffing机制来保证数据传输的正确性。 5. 引用文章：列出参考文献，供读者进一步深入学习。 通过本文档，读者可以对USB有一个全面的认识，包括其历史、基本组件、协议工作原理等，为进一步理解和应用USB技术奠定基础。