02术语和缩略词 ACK:确认信号 Active Device:正在使用的设备 Asynchronous Data:异步数据 Asynchronous RA:异步自适应速率 Asynchronous SRC:异步抽样转换率 Audio Device:音频设备 AWG#(American Wire Gauge):美国电线标准 Babble:帧传输中的总线动作 Bandwidth:带宽 Big Endian: Bit:比特 Bit Stuffing:数据填充，以使PLL可以提取时钟信号 b/s:每秒多少比特 BS:每秒多少字节 Buffer:缓冲区 Bulk Transfer::批量传送 Bus Enumeration:总线标号 Byte:字节 Capabilities:能力 Characteristics:特征 Client:客户 Configuring Software:配置软件 Control Endpoint:控制端口 Control Pipe:控制通道 Control Transfer:控制传送 CTI:计算机电信组织 Cyclic Redundancy Check(CRC):循环冗余校验 Default Address:缺省地址 Default Pipe:缺省通道 Device:设备、器件 Device Address:设备地址 Device Endpoint:设备端口 Device Resource: 设备资源 Device Software: 设备软件 Downstream:下行 Driver:驱动 DWORD:双字 Dynamic Insertion and Removal:动态插入与拆除 Electrically Erasable Programmable Read Only Memory EEPROM:电擦写可 编程只读存储器 End User:终端用户 Endpoint:端口
02 术语和缩略词 ACK:确认信号 Active Device:正在使用的设备 Asynchronous Data:异步数据 Asynchronous RA:异步自适应速率 Asynchronous SRC: 异步抽样转换率 Audio Device:音频设备 AWG#(American Wire Gauge):美国电线标准 Babble:帧传输中的总线动作 Bandwidth:带宽 Big Endian: Bit:比特 Bit Stuffing:数据填充,以使 PLL 可以提取时钟信号 b/s:每秒多少比特 B/s:每秒多少字节 Buffer:缓冲区 Bulk Transfer:批量传送 Bus Enumeration:总线标号 Byte: 字节 Capabilities:能力 Characteristics:特征 Client:客户 Configuring Software:配置软件 Control Endpoint:控制端口 Control Pipe:控制通道 Control Transfer:控制传送 CTI:计算机电信组织 Cyclic Redundancy Check(CRC):循环冗余校验 Default Address:缺省地址 Default Pipe:缺省通道 Device:设备 器件 Device Address 设备地址 Device Endpoint 设备端口 Device Resource 设备资源 Device Software 设备软件 Downstream 下行 Driver 驱动 DWORD 双字 Dynamic Insertion and Removal 动态插入与拆除 Electrically Erasable Programmable Read Only Memory EEPROM 电擦写可 编程只读存储器 End User 终端用户 Endpoint 端口
Endpoint Address:端口地址 Endpoint Direction:端口指向 Endpoint Number:端口号 EOF:帧结束 EOP:包结束 External Port:外设端口 False EOP:错误的包结束标志 Frame:帧 Frame Pattern:帧结构 Full-duplex:全双工 Function:功能、功能部件 Handshake Packet:握手包 Host:主机 Host Controller:主机控制器 Host Controller Driver(HCD):主机控制驱动 Host Resourses:主机资源 Hub:集线器 Hub Tier:Hub层 Interrupt Request(IRQ):中断请求 Interrupt Transfer:中断传送 I/0 Request Packet(IRP):输出/输入请求包 Isochronous Data:同步数据 Isochronous Device:同步设备 Isochronous Sink Endpoint:同步接收端 Isochronous Sourse Endpoint:同步源端 Isochronous Transfer:同步传送 Jiffer:抖动 kb/s:传送速率每秒几千比特 kB/s:传送速率每秒几千字节 Little Endian: L0A:有始无终的总线传输 LSb:最低比特 LSB:最低字节 Mb/s:传送速率每秒几兆比特 MB/s:传送速率每秒几兆比特 Message Pipe:消息通道 MSb:最高比特 MSB:最高字节 NAK:不确认 Non Return to Zero Invert(NRZI):非归零翻转码 Object:对象 Packet:数据包 Packet Buffer:数据包缓冲区 Packet ID(PID):数据包标示位
Endpoint Address 端口地址 Endpoint Direction 端口指向 Endpoint Number 端口号 EOF 帧结束 EOP 包结束 External Port 外设端口 False EOP 错误的包结束标志 Frame 帧 Frame Pattern 帧结构 Full-duplex 全双工 Function 功能 功能部件 Handshake Packet 握手包 Host 主机 Host Controller 主机控制器 Host Controller Driver(HCD) 主机控制驱动 Host Resourses 主机资源 Hub 集线器 Hub Tier Hub 层 Interrupt Request(IRQ) 中断请求 Interrupt Transfer 中断传送 I/O Request Packet IRP 输出/输入请求包 Isochronous Data 同步数据 Isochronous Device 同步设备 Isochronous Sink Endpoint 同步接收端 Isochronous Sourse Endpoint 同步源端 Isochronous Transfer 同步传送 Jiffer 抖动 kb/s 传送速率每秒几千比特 kB/s 传送速率每秒几千字节 Little Endian LOA 有始无终的总线传输 LSb 最低比特 LSB 最低字节 Mb/s 传送速率每秒几兆比特 MB/s 传送速率每秒几兆比特 Message Pipe 消息通道 MSb 最高比特 MSB 最高字节 NAK 不确认 Non Return to Zero Invert(NRZI) 非归零翻转码 Object 对象 Packet 数据包 Packet Buffer 数据包缓冲区 Packet ID(PID) 数据包标示位
Phase:时项、相位 Phase Locked Loop(PLL):锁相环 Physical Device:物理部件 Pipe:通道 Pol1ing:查询 Port:口、端口 Power On Reset(POR):电源复位 Programmable Data Rate:可编程数据速率 Protocol:协议 Rate Adaption (RA): 自适应速率 Request:请求、申请 Retire:取消、终止 Root Hub:根集线器、主机Hub Root Port:根集线器的下游端口 Sample:取样、抽样 Sample Rate(Fs):抽样速率 Sample Rate Conversion(SRC):抽样转换率 Service:服务 Sevice Interval:服务间隙 Service Jitter:服务质量的抖动参数 Sevice Rate:指定端口每单位时间的服务数目 SOP:包开始 Stage:控制传输的某个阶段 Start--of-Frame(SOF):帧开始 Stream Pipe:流通道 Synchronization Type:同步类型 Synchronous RA:同步的RA Synchronous SRC:同步的SRC Sysem Programming Interface(SPI):系统可编程接口 Terminaton Time Division Multiplexing(TDMW):时分复用 Timeout:超时 Token Packet:标志包 Transaction:处理事务 Transfer:传送 Transfer Type:传送类型 Turn-around Time:USB传输中包与包之间的间隔时间，以防止传输冲突 Universal Serial Bus Driver(USBD):USB驱动器 Univeral Serial Bus Resources:USB提供的资源 Upstream::上行 Virtual Device:虚拟设备 Word:字(16位)
Phase 时项 相位 Phase Locked Loop(PLL) 锁相环 Physical Device 物理部件 Pipe 通道 Polling 查询 Port 口 端口 Power On Reset(POR) 电源复位 Programmable Data Rate 可编程数据速率 Protocol 协议 Rate Adaption RA 自适应速率 Request 请求 申请 Retire 取消 终止 Root Hub 根集线器 主机 Hub Root Port 根集线器的下游端口 Sample 取样 抽样 Sample Rate(Fs) 抽样速率 Sample Rate Conversion(SRC) 抽样转换率 Service 服务 Sevice Interval 服务间隙 Service Jitter 服务质量的抖动参数 Sevice Rate 指定端口每单位时间的服务数目 SOP 包开始 Stage 控制传输的某个阶段 Start-of-Frame(SOF) 帧开始 Stream Pipe 流通道 Synchronization Type 同步类型 Synchronous RA 同步的 RA Synchronous SRC 同步的 SRC Sysem Programming Interface(SPI) 系统可编程接口 Terminaton Time Division Multiplexing(TDM) 时分复用 Timeout 超时 Token Packet 标志包 Transaction 处理事务 Transfer 传送 Transfer Type 传送类型 Turn-around Time USB 传输中包与包之间的间隔时间 以防止传输冲突 Universal Serial Bus Driver(USBD) USB 驱动器 Univeral Serial Bus Resources USB 提供的资源 Upstream 上行 Virtual Device 虚拟设备 Word 字 16 位
第四章USB数据流模型 本章介绍了数据如何在USB中传送，将涉及到系统中关于信号的发送和协议定义的一层。 对于USB系统中这一层中各个定义的详细情况可参见第六章和第七章。本章中介绍的数据 传送格式，将在第八章到第十一章中逐步扩充。所有的实现者必须阅读此章，以便了解SB 中一些非常核心的概念。 4.1实现者的视图 USB提供了在一台主机和若干台附属的USB设备之间的通信功能，从终端用户的角度看到 的USB系统，可简单地用图4.1表示： USB主机 USB设备 图4一1USB主机/设备的简单模型 但在实际的实现上，具体的系统要比这复杂，不同层次的实现者对SB的有不同要求，这 使得我们必须从不同的层次观察USB系统。USB系统提出了一些重要的概念和情况来支持现 代个人计算机所提出的可靠性要求，所以SB的分层理解是必须的。它能使不同层次的实 现者只关心SB相关层次的特性功能细节，而不必掌握从硬件结构到软件系统的所有细节。 USB的这种层次结构如图4-2所示， 主机 物理设备 应用 客户软件 USB USB 逻辑设备 系统软件 USB USB 主机控制器 总线接口 实际通信流 逻辑通信流 需实现的区域 图4一2USB需实现的区域
第四章 USB 数据流模型 本章介绍了数据如何在 USB 中传送 将涉及到系统中关于信号的发送和协议定义的一层 对于 USB 系统中这一层中各个定义的详细情况可参见第六章和第七章 本章中介绍的数据 传送格式 将在第八章到第十一章中逐步扩充 所有的实现者必须阅读此章 以便了解 USB 中一些非常核心的概念 4.1 实现者的视图 USB 提供了在一台主机和若干台附属的 USB 设备之间的通信功能 从终端用户的角度看到 的 USB 系统 可简单地用图 4.1 表示 图 4 1 USB 主机/设备的简单模型 但在实际的实现上 具体的系统要比这复杂 不同层次的实现者对 USB 的有不同要求 这 使得我们必须从不同的层次观察 USB 系统 USB 系统提出了一些重要的概念和情况来支持现 代个人计算机所提出的可靠性要求 所以 USB 的分层理解是必须的 它能使不同层次的实 现者只关心 USB 相关层次的特性功能细节 而不必掌握从硬件结构到软件系统的所有细节 USB 的这种层次结构如图 4-2 所示 主机 物理设备 USB 主机 USB 设备 客户软件 USB 系统软件 应用 USB 逻辑设备 USB 总线接口 USB 主机控制器 实际通信流 逻辑通信流 需实现的区域 图 4 2 USB 需实现的区域
各层次的具体细节将在以后逐步介绍。特别地，有四个层次的实现是较为集中的。 ·USB物理设备(USB Physical Device)):USB上的一种硬件，可运行一些用户程序。 ·客户软件(client software):为一个特定的USB设备而在主机上运行的软件。这种软 件由USB设备的提供者提供，或由操作系统提供。 ·USB系统软件(USB system software):此软件用于在特定的操作系统中支持USB,它 由 操作系统提供。与具体的USB设备无关，也独立于客户软件。 USB主机控制器(USB Host Controller):总线在主机方面的接口，是软件和硬件的总和。 用于支持USB设备通过USB连到主机上。 这四个USB系统的组成部分在功能上存在相互重叠的部分。为了支持主机与客户之间的 坚 固可靠的通信，还需要在后面对这些部分进行细节性描述。 如图4-2所示，一台主机与一个USB设备间的连接是由许多层上的连接组成。USB总线接 口层提供了在主机和设备之间的物理连接、发送连接、数据包连接。USB设备层对USB系统 软件是可见的，系统软件基于它所见的设备层来完成对设备的一般的USB操作。应用层可 以通过与之相配合的客户软件向主机提供一些额外的功能。SB设备层和应用层的通信是逻 辑上的，对应于这些逻辑通信的实际物理通信由USB总线接口层来完成。 关于USB的物理通信在第5、6章中描述，而相关的逻辑通信在第8、9章中介绍。本章 描述一些核心概念，USB系统的实现者必须先掌握它们，然后在往后几章中阅读更加详细的 部分。 为了描述和管理USB通信，以下概念是很重要的： ·总线拓朴(Bus Topology.):USB的基本物理组成、基本逻辑组成，以及各组成部分之间 的相互关系。这将在4.2节中描述。 ·通信流模型(communication Flow Models):描述主机与设备如何通过USB通信，以及 通信所用的四种通信类型。这将在4.3到4.8的各节中介绍。 ·总线访问管理(BUS Access):主机面对大量的USB设备的各种通信要求，如何控制、 协 调总线的访问。 ·关于同步传送的考虑：4.10节中将介绍。对要求同步传送的设备提供一些特性。非同 步传送设备的实现者不必阅读此节。 4.2总线拓朴 总线拓朴结构包括四个重要的组成部分。 ·主机和设备：USB系统的基础组成部分。 ·物理拓朴结构：描述USB系统中的各组成部分是如何连接起来的。 ·逻辑拓朴结构：描述USB系统中各种组成部分的地位和作用，以及描述从主机和设备 的角度观察到的USB系统。 ·客户软件层与应用层的关系：描述从客户软件层看到的应用层的情况，以及从应用层 看到的客户软件层的情况。 4.2.1USB主机 主机的逻辑结构如图4-3，包括 ·USB主机控制器(USB Host Controller) ·USB系统软件集合：USB驱动程序，主机控制器的驱动程序，主机软件 ·客户软件
各层次的具体细节将在以后逐步介绍 特别地 有四个层次的实现是较为集中的 USB 物理设备(USB Physical Device) USB 上的一种硬件 可运行一些用户程序 客户软件(client software) 为一个特定的 USB 设备而在主机上运行的软件 这种软 件由 USB 设备的提供者提供 或由操作系统提供 USB 系统软件(USB system software) 此软件用于在特定的操作系统中支持 USB 它 由 操作系统提供 与具体的 USB 设备无关 也独立于客户软件 USB 主机控制器(USB Host Controller):总线在主机方面的接口 是软件和硬件的总和 用于支持 USB 设备通过 USB 连到主机上 这四个 USB 系统的组成部分在功能上存在相互重叠的部分 为了支持主机与客户之间的 坚 固可靠的通信 还需要在后面对这些部分进行细节性描述 如图 4-2 所示 一台主机与一个 USB 设备间的连接是由许多层上的连接组成 USB 总线接 口层提供了在主机和设备之间的物理连接 发送连接 数据包连接 USB 设备层对 USB 系统 软件是可见的 系统软件基于它所见的设备层来完成对设备的一般的 USB 操作 应用层可 以通过与之相配合的客户软件向主机提供一些额外的功能 USB 设备层和应用层的通信是逻 辑上的 对应于这些逻辑通信的实际物理通信由 USB 总线接口层来完成 关于 USB 的物理通信在第 5 6 章中描述 而相关的逻辑通信在第 8 9 章中介绍 本章 描述一些核心概念 USB 系统的实现者必须先掌握它们 然后在往后几章中阅读更加详细的 部分 为了描述和管理 USB 通信 以下概念是很重要的 总线拓朴(Bus Topology) USB 的基本物理组成 基本逻辑组成 以及各组成部分之间 的相互关系 这将在 4.2 节中描述 通信流模型(communication Flow Models):描述主机与设备如何通过 USB 通信 以及 通信所用的四种通信类型 这将在 4.3 到 4.8 的各节中介绍 总线访问管理(BUS Access) 主机面对大量的 USB 设备的各种通信要求 如何控制 协 调总线的访问 关于同步传送的考虑 4.10 节中将介绍 对要求同步传送的设备提供一些特性 非同 步传送设备的实现者不必阅读此节 4.2 总线拓朴 总线拓朴结构包括四个重要的组成部分 主机和设备 USB 系统的基础组成部分 物理拓朴结构 描述 USB 系统中的各组成部分是如何连接起来的 逻辑拓朴结构 描述 USB 系统中各种组成部分的地位和作用 以及描述从主机和设备 的角度观察到的 USB 系统 客户软件层与应用层的关系 描述从客户软件层看到的应用层的情况 以及从应用层 看到的客户软件层的情况 4.2.1 USB 主机 主机的逻辑结构如图 4-3 包括 USB 主机控制器 USB Host Controller USB 系统软件集合 USB 驱动程序 主机控制器的驱动程序 主机软件 客户软件