USB xHCI规范1.2b修订版：扩展主机控制器接口详解
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更新于2024-06-17
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"USB xHCI Specification Revision 1.2b"
USB xHCI（eXtensible Host Controller Interface for Universal Serial Bus）规范是针对通用串行总线（USB）的一个标准，旨在定义新的主机控制器接口，以支持更高性能和更高效的USB设备通信。RV1.2指的是该规范的1.2b修订版，发布于2023年4月，这是一个在开发阶段的产品信息文档，可能包含未公开的变化。
xHCI规范的核心目标是提高USB 3.0及后续版本的性能，提供更好的兼容性和更低的功耗。相比于早期的OHCI（Open Host Controller Interface）和EHCI（Enhanced Host Controller Interface），xHCI设计了更为灵活的架构，允许主机控制器与多种类型的USB设备进行高速交互，包括高速、全速和低速设备。
此文档详细规定了xHCI主机控制器应遵循的硬件和软件要求。它涵盖了以下几个关键知识点：
1. **主机控制器架构**：xHCI控制器通常由一个或多个端口控制器组成，每个控制器管理一个或多个物理USB端口。控制器通过内存映射的命令环缓冲区与操作系统通信，实现异步操作。
2. **命令和事务传输**：xHCI使用命令环（Command Ring）来调度和控制USB事务，这些事务包括数据传输、设备配置、状态更改等。它还支持中断轮询模式（Interrupter Model），以减少CPU干预，提高系统效率。
3. **设备枚举**：xHCI规范定义了如何枚举新连接的USB设备，包括识别设备类型、分配资源、建立设备配置等步骤。
4. **电源管理**：xHCI支持多种电源状态，包括设备的休眠和唤醒功能，以及控制器自身的节能模式，以适应不同应用场景。
5. **错误处理和恢复**：规范中描述了如何处理USB传输错误，如数据包错误、超时和设备故障，并提供了恢复机制以保持系统的稳定运行。
6. **兼容性与互操作性**：xHCI设计时考虑了与旧版USB设备和控制器的兼容性，以确保在各种系统环境中的无缝工作。
7. **软件接口**：xHCI驱动程序是操作系统内核的一部分，负责与主机控制器交互，解析和执行控制器的命令，以及处理来自设备的中断。
8. **许可证条款**：文档中提到的条款规定了使用、分发和分析该规范可能涉及的知识产权问题，包括对英特尔产品的专利许可协议。
9. **安全警告**：尽管xHCI规范旨在提升系统性能，但文档强调任何计算机系统都无法绝对安全，用户需自行承担数据丢失或系统受损的风险。
USB xHCI规范1.2b版本为设计和实现高性能USB主机控制器提供了全面的指导，对硬件制造商、软件开发者以及系统集成商来说具有重要的参考价值。这一版本可能包含了对先前版本的改进和优化，以适应不断发展的USB技术标准。
16 Document Number: 625472, Revision: 1.2b
Intel Confidential
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Definition ............................................................................... 440
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Table 6-53: Offset 00h and 04h – Device Notification Event TRB Field
Definitions .............................................................................. 446
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Table 6-57: Offset 0Ch – MFINDEX Wrap Event TRB Field Definitions ........ 447
Table 6-58: Offset 0Ch – No Op Command TRB Field Definitions .............. 448
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Table 6-60: Offset 0Ch – Disable Slot Command TRB Field Definitions ...... 449
Table 6-61: Offset 00h and 04h – Address Device Command TRB Field
Definitions .............................................................................. 450
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Table 6-66: Offset 0Ch – Stop Endpoint Command TRB Field Definitions ... 453
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Table 6-68: Offset 08h – Set TR Dequeue Pointer Command TRB Field
Definitions .............................................................................. 454
Table 6-69: Offset 0Ch – Set TR Dequeue Pointer Command TRB Field
Definitions .............................................................................. 454
Table 6-70: Offset 0Ch – Reset Device Command TRB Field Definitions ..... 455
Table 6-71: Offset 00h and 04h – Force Event Command TRB Field Definitions
............................................................................................ 456
Table 6-72: Offset 08h – Force Event Command TRB Field Definitions ....... 456
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