USB规范详解：通用串行总线架构与XHCI控制器

"本文档详细阐述了USB 2.0标准中的XHCI(XHCI)控制器的相关规范，特别是关于远程唤醒、集线器重启信号、端口状态和信号处理的细节。" USB 2.0是一种广泛应用的接口标准，旨在解决计算机与其他设备（如电话）的互连问题，提供易用性和端口扩展性。USB的目标是创建一个快速、双向、同步且成本效益高的串行接口，允许即插即用的设备连接。这一标准由Intel公司推动，旨在简化设备的安装和使用，同时增加了系统的兼容性。 XHCI控制器是USB 2.0架构的关键部分，负责管理和控制USB设备的通信。文档中提到的远程唤醒功能允许设备在休眠状态下被外部信号唤醒，增强了能效和用户体验。当集线器检测到2.5毫秒或更长时间的连续SE0信号时，它会开始重启过程，这一过程包括控制器状态的复位，如控制寄存器的“控制器不存在”位变为0，以及集线器状态变化位清零。 集线器在重启后进入特定状态，如转发中继器在WFSOPFU状态，发送器处于不活动状态，所有下行端口未配置并驱动SE0信号。集线器可能有电源开关，以便控制端口的电源，这可以通过设置wHubCharacteristics寄存器中的逻辑电源开关模式域来指示。同时，集线器需要能够检测和生成所有总线信号状态，这要求每个端口都有单独的接收器和发送器，并能驱动和监视D+和D-的输出。 信号处理方面，集线器的下行端口必须支持低速和高速信号斜率，并且信号斜率是可选择的，以适应连接设备的速度。上行端口则始终使用高速信号斜率。此外，每个下行端口需要下拉电阻(Rpd)，上行端口需要上拉电阻(Rpu)，以控制D+和D-的信号状态。 集线器类(Hub Class)定义了除默认控制管道之外的附加端点，如状态变化端点，主机系统通过这个端点获取集线器状态变化的通知。集线器描述符和端口状态信息是通过中断端点传输的，系统软件可以利用这些信息来识别状态变化的原因。 这篇文档详细描述了USB 2.0集线器的运作机制，包括其控制器、电源管理、信号处理以及与设备的交互，为开发者提供了设计和实现USB设备驱动及控制器的宝贵信息。