USB总线拓朴结构详解与应用
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更新于2024-08-08
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"总线拓朴-尚硅谷mysql高级_笔记"
本文主要介绍的是USB(通用串行总线)的相关知识,特别是围绕总线拓朴结构展开。USB是一种由Intel公司开发的,旨在解决计算机与电话连接、提升易用性和扩展端口能力的标准化接口。USB规范的主要目标是实现不同厂家设备的广泛兼容性,提供快速、双向、同步且经济的串行接口。
1. **USB的起因**
- 计算机与电话的连接:USB的出现是为了创建一个通用标准,将计算机与电话系统更好地整合。
- 易用性:通过简化硬件和软件的配合,减少PC机的冲突,使得用户可以更方便地进行设备改装。
- 端口扩充:USB的出现解决了有限端口限制外围设备扩展的问题,提供了一个中低速、双向的连接方案。
2. **USB规范的目标**
- 开放标准:USB规范旨在促进跨厂商设备的兼容性,允许系统和外设制造商创新并扩展产品线,而不必担心兼容性问题。
- 技术特点:USB是快速、双向、同步的串行接口,适合各种设备的连接需求。
3. **适用对象**
- USB规范主要面向设备开发商和系统制造商,同时也为操作系统、驱动程序开发者、适配器制造商等提供指导。
4. **USB规范的结构**
- 文档概述了USB的总线特性、协议、事务处理、总线管理和接口编程设计。
- 设备制造商关注的重点在第四至第十章,尤其是关于设备驱动和主机控制器的章节。
5. **总线拓朴**
- USB总线拓朴包含四个关键部分:主机和设备、物理拓朴结构、逻辑拓朴结构以及客户软件层与应用层的关系。
- **主机**:由USB主机控制器、USB系统软件集合(包括驱动程序和主机软件)以及客户软件组成。
- **物理拓朴**:描述USB设备的物理连接方式,如 hubs 的使用和设备的物理布局。
- **逻辑拓朴**:定义了USB系统中各组件的角色和功能,以及从主机和设备角度观察到的系统行为。
- **客户软件层与应用层的关系**:解释了软件层面如何与USB硬件进行交互,以及用户如何通过应用程序访问USB设备。
6. **通信流模型与总线访问管理**
- USB通信涉及四种通信类型,这些在4.3至4.8节中详细阐述,包括控制传输、中断传输、批量传输和同步传输。
- 总线访问管理涉及到主机如何协调多个设备对总线的访问,确保数据传输的高效和正确。
7. **同步传输的考虑**
- 针对需要同步传输的设备,USB规范提供特定的特性,不过非同步设备的实现者不需要关注这部分内容。
USB总线拓朴是一个复杂而有序的结构,它在连接设备、管理通信流和确保系统兼容性方面起着关键作用。理解和掌握USB规范对于设计和开发与USB相关的硬件和软件至关重要。
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