深入理解USB总线:信号、检测与传输机制
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更新于2024-06-28
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USB总线基础知识涵盖了USB技术的核心概念和工作原理,包括USB总线信号、传输机制以及标准请求等方面。本文将深入解析以下几个关键知识点:
1. **USB总线信号**:
USB采用差分传输模式,主要由两条数据线D+和D-组成。数据传输基于电压变化,定义为:
- **差分信号1**:D+大于2.8V,D-小于0.3V
- **差分信号0**:D+等于2.8V,D-小于0.3V
三种状态包括:J状态(高电平,D+高D-低)、K状态(低电平,D+低D-高)和SEO状态(D+低D-高)。此外,Reset信号是通过拉低两根信号线10ms,使设备回到未配置状态。
2. **USB传输**:
- **Packet包**:USB数据以数据包形式传输,分为多种类型,如批量、中断、等时和控制传输,每种传输方式有特定的应用场景和协议细节。
- **事务**:一个完整的USB数据交换称为一个事务,涉及数据包的发送、接收和确认。
- **批量、中断、等时和控制传输**:批量传输用于大量连续数据,中断传输适合突发事件响应,等时传输提供同步传输,而控制传输用于设备管理,如设备枚举和设置。
3. **USB标准请求**:
- 数据结构:USB请求包括标准请求类型、接收者地址、请求值和数据阶段,用于设备间的交互。
- 设备枚举与描述符:设备在首次连接时,主机通过设备描述符了解设备的功能、配置和接口信息,然后进行设备枚举,即识别和配置设备。
4. **插入检测与速度检测**:
主机通过检测D+或D-上的上拉电阻变化来判断USB设备是否插入以及其传输速度。当设备连接时,主机能感知1.5K欧姆的上拉,而不同的速度则对应不同的检测机制。
掌握USB总线的基础知识对于理解和使用USB设备至关重要,无论是硬件开发者还是系统集成者,理解这些核心概念都是构建高效、兼容的USB应用的关键。通过理解信号传输、数据包结构、传输类型以及设备管理流程,可以确保USB设备能够无缝地与其他设备进行通信。
2020-08-30 上传
2023-06-25 上传
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2024-02-03 上传
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