USB系统概述

USB规范描述了总线特性、协议定义、编程接口以及其它设计和构建系统时所要求的特性.USB是一 种主从总线,工作时USB主机处于主模式,设备处于从模式.USB系统所需要的唯一的系统资源是, USB系统软件所使用的内存空间、USB主控制器所使用的内存地址空间(I/O地址空间)和中断请求(IRQ)线.USB设备可以是功能性的,如显示器、鼠标或者集线器之类.它们可以作低速或者高速设 备实现.低速设备最大速率限制在1.5 Mb/s,每一个设备有一些专有寄存器,也就是端点(endpoint) 在进行数据交换时,可以通过设备驱动间接访问它.每一个端点支持几种特殊的传输类型,并且有 一个唯一的地址和传输方向.不同的是端点0 仅用作控制传输,并且其传输可以是双向的. 系统上电后,USB主机负责检测设备的连接与拆除、初始化设备的列举过程,并根据设备描述表安 装设备驱动后自动重新配置系统,收集每个设备的状态信息.设备描述表标识了设备的属性、特征 并描述了设备的通信要求.USB主机根据这些信息配置设备、查找驱动,并且与设备通信. 典型的USB数据传输是由设备驱动开始的,当它需要与设备通信时,设备驱动提供内存缓冲区,用 来存放设备收到或者即将发送的数据.USB驱动提供USB设备驱动和USB主控制器之间的接口,并将 传输请求转化为USB事务,转化时需要与带宽要求及协议结构保持一致.某些传输是由大块数据构 成的,这时需要先将它划分为几个事物再进行传输. 具有相似功能的设备可以组成一类,这样便于分享共有的特性和使用共同的设备驱动程序.每个类 可以定义其自己的描述符,如：HID类描述符和 Report描述符.HID类是由人控制计算机系统的设 备组成的,它定义了一个描述HID设备的结构,并且表明了设备的通信要求.HID设备描述符必须支 持端点输入中断,固件也必须包括一个报告描述符,表明接收和发送数据的格式.在IC卡门禁考勤 系统引入RS-232到USB的接口转换模块后,从系统所具有的特性来看,应该属于HID设备.因此,两 种特殊的HID类请求必须被支持：SetReport和GetReport .这些请求使设备能接收和发送一般的设 备信息给主机.在没有中断输出终端时,SetReport是主机发送数据给HID设备的唯一方式.