USB接口介紹（下）
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USB 封包格式
USB 的封包格式和早期的internet封包格式非常相似，要了解USB連接原理就一定要先了解封包格式。
本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201612/329069.htm| OFFSET | TYPE | SIZE | VALUE |
|---|---|---|---|
| 0 | HeaderChksum | 1 | Checksum of the header by adding the header bytes, excluding the header checksum. |
| 1 | HeaderSize | 1 | Size of the header, including strings if applicable. |
| 2 | Signature | 2 | Signature: 0x1234 |
| 4 | VendorID | 2 | USB Vendor ID |
| 6 | ProductID | 2 | USB Product ID |
| 8 | ProductVersion | 1 | Product version |
| 9 | FirmwareVersion | 1 | Firmware version |
| 10 | UsbAttributes | 1 | USB attributes: Bit 0: If set to 1, the header includes all three strings: language, manufacture, and product strings; if set to 0, the header does not include any strings. |
| 11 | MaxPower | 1 | Maximum power the device needs in units of 2 mA. |
| 12 | Attribute | 1 | Device attributes: Bit 0: If set to 1, the CPU speed runs at 24 MHz; if set to 0, the CPU speed runs at 12 MHz. |
| 13 | WPageSize | 1 | Maximum I2C write page size |
| 14 | DataType | 1 | This value defines if the device is application EEPROM or device EEPROM. 0x01: Application EEPROM |
| 15 | RpageSize | 1 | Maximum I2C read page size. If the value is zero, the whole PayLoadSize is read in one I2C read setup. |
| 16 | PayLoadSize | 2 | Size of the application, if using EEPROM as an application EEPROM; otherwise the value is 0. |
| 0xxx | Language string | 4 | Language string in standard USB string format if applicable. |
| 0xxx | Manufacture string | ... | Manufacture string in standard USB string format if applicable. |
| 0xxx | Product string | ... | Product string in standard USB string format if applicable. |
| 0xxx | Application Code | ... | Application code if applicable. |
設(shè)備分類
依附在總線上的設(shè)備可以是需要特定的驅(qū)動程序的完全定制的設(shè)備，也可能屬于某個設(shè)備類別。這些類別定義了某種設(shè)備的行為和接口描述符，這樣一個驅(qū)動程序可能用于所有此種類別的設(shè)備。一般操作系統(tǒng)都為支持這些設(shè)備類別，為其提供通用驅(qū)動程序。
設(shè)備分類由USB設(shè)計論壇設(shè)備工作組決定,并分配ID。
如果一個設(shè)備類型屬于整個設(shè)備，該設(shè)備的描述府bDeviceClass的域保存類別ID；如果它這是設(shè)備的一個界面，其ID保存在界面描述府的;bInterfaceClass域。他們都占用一個字節(jié)，所以最多有253種設(shè)備類別。（0x00和0xFF保留)。當bDeviceClass設(shè)為0x00，操作系統(tǒng)會檢查每個接口的bInterfaceClass以確定其類別。
每種類別可選支持子類別（SubClass）和協(xié)議子定義（Protocol subdefinition）。這樣可以用于主設(shè)備類型的不斷修訂。
常用設(shè)備類別和ID有：
- 0x00
- 保留值
- 0x01
- USB音頻設(shè)備, 像聲卡這樣的設(shè)備。
- 0x03
- 人機接口設(shè)備, 鍵盤鼠標等
- 0x06
- 靜止圖像捕捉設(shè)備，用在USB上的Picture Transfer Protocol。
- 0x07
- USB打印設(shè)備, 打印機。
- 0x08
- USB大容量存儲設(shè)備keydrive, 可移動硬盤,MMC卡、SD卡、CF卡讀卡器, 數(shù)碼相機,數(shù)字音頻播放器等。 這一類設(shè)備顯示成一個文件系統(tǒng)。
- 0x09
- USB hubs。
- 0x0A
- USB通信設(shè)備("CDC") used for調(diào)制解調(diào)器（包括軟件調(diào)制解調(diào)器),網(wǎng)卡(交叉電纜),ISDN,傳真。
- 0x0E
- USB視頻設(shè)備, 類似攝像頭，電視卡的動態(tài)圖像捕捉設(shè)備。
- 0xE0
- 無線控制器，如藍牙dongles。
- 0xFF
- 定制設(shè)備。
USB接頭
接頭是由USB協(xié)會所指定，接頭的設(shè)計一方面為了支持眾多USB的基本需求，另一方面也避免以往許多類似串行接頭所出現(xiàn)的問題。
- 接頭設(shè)計的相當耐用。
- 不可能把USB接口插錯。
- 接頭能相對便宜地大量生產(chǎn)。
- 在USB網(wǎng)絡(luò)中，接頭被強制使用定向拓撲。USB不支持環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，因此不兼容的USB設(shè)備之間接口也不兼容。不像其他通訊系統(tǒng)(如RJ-45電纜)不能使用轉(zhuǎn)換插頭，防止環(huán)形USB網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生。
- 適度的插拔力。
- 由于接頭的構(gòu)造，在將USB插頭插入USB座時，插頭外面的金屬保護套會先接觸到USB座內(nèi)對應(yīng)的金屬部份，之后插頭內(nèi)部的四個觸點才會接觸到USB座。金屬保護套會連接到系統(tǒng)的地點，提供路徑使靜電可以放電，避免因靜電通過電子零件而造成損壞。
電源
USB 接頭提供一組5伏特的電壓，可作為相連接USB設(shè)備的電源。實際上，設(shè)備接收到的電源可能會低于5V，只略高于4V。USB規(guī)范要求在任何情形下，電壓均不能超過5.25V；在最壞情形下（經(jīng)由USB供電HUB所連接的LOW POWER設(shè)備）電壓均不能低于4.375V，一般情形電壓會接近5V。
一個 USB 的根集線器最多只能提供 500mA的電流。如此的電流已足以驅(qū)動許多電子設(shè)備，不過連接在總線供電HUB的所有設(shè)備，需要共享 500mA 的電流額度。一個由總線供電的設(shè)備可以使用到它所連接埠上允許輸出的所有電源。
總線供電的HUB可以將電源供給連接在 HUB 上的所有設(shè)備，不過 USB 的規(guī)范只允許總線供電的 HUB 下游串接一層總線供電的設(shè)備，因此，總線供電的 HUB 下游不允許再串接另一個由總線供電的 HUB。許多 HUB 有外加電源，因此可以提供電源給下游的設(shè)備，不會消耗總線上的電源。若設(shè)備需要的電壓超過5V，或是需要電流超過500mA，都需要使用外加電源。
相對于之前其他溝通介面僅能傳遞訊息資料，高電壓USB插槽本身還能提供5V（伏特）的主動電壓，及0.5A（安培）的電流，因此對于一些小型設(shè)備而言，可以不必再外接電源供應(yīng)裝置，就能利用來自USB插槽的電力順利運作。利用這特點，也有廠商開發(fā)出適當?shù)呐啪€，將USB拿來當作供電插座般使用，例如作為移動電話的充電器，或是提供小型電燈的電力需要，反而與原本用來連接電腦用的主要用途無關(guān)。
同類標準比較
Storage
USB 使用USB mass storage device class標準實現(xiàn)Storage設(shè)備的連接.它最初被用于傳統(tǒng)的磁盤和光盤驅(qū)動,但是現(xiàn)在已經(jīng)擴展到支持大量不同的設(shè)備.USB不能用于計算機內(nèi)部存儲設(shè)備的基本總線: 像ATA(IDE), Serial ATA (SATA), 和SCSI.
然而, USB有一個非常重要的優(yōu)點,那就是它能夠在不關(guān)閉計算機的情況下動態(tài)的安裝和刪除USB設(shè)備,這使它成為一個有用的外部設(shè)備.今天,大量的生產(chǎn)商提供便攜式USB移動硬盤或者一個空的，能夠兼容內(nèi)部驅(qū)動的盒子.這些內(nèi)部驅(qū)動通常提供一個轉(zhuǎn)換驅(qū)動接口，用以轉(zhuǎn)換IDE, ATA, SATA, ATAPI, 或者 SCSI 到USB port。對于用戶來講，就像連接了一個內(nèi)部的驅(qū)動。其他的競爭標準是eSATA以及Firewire.
人機接口設(shè)備（HID）
USB沒有完全取代AT鍵盤接口和PS/2鍵盤鼠標接口，但是事實上現(xiàn)在所有主板制造商都提供至少多于一個USB接口。到2004年,大多數(shù)新主板都配有多個高速USB 2.0接口，盡管有些是內(nèi)置在主板上的，需要使用電纜連接到位于主機前面板或者側(cè)面的接口。同樣的對游戲操縱桿，手柄，寫字板和其他人機接口設(shè)備的支持逐漸從原聲卡上的“MIDI/游戲”接口和PS/2接口上轉(zhuǎn)移到USB上?，F(xiàn)在帶著USB轉(zhuǎn)PS/2接口轉(zhuǎn)換插頭的USB鍵盤鼠標相當普遍，他們可以使用任意2種接口之一。
使用專用鍵盤鼠標的蘋果電腦1999年一月也開始使用USB接口。最初的IPOD只有IEEE1394接口，后來在3G的IPOD，蘋果電腦開始支持USB2.0，但是還不能用作充電，現(xiàn)在的IPOD，已經(jīng)全面兼容USB與IEEE1394，兩者均可充電以及連接計算機。
擴展
PictBridge標準可以使得消費者使用的圖形設(shè)備彼此互通（例如數(shù)碼相機直接通過打印機輸出）。一般它使用USB做為其底層通信協(xié)議。
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