USB总线拓朴结构详解与应用

"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。