USB 是一种支持热插拔的高速串行传输总线,它使用差分信号来传输数据,最高速度可达 480Mb/S。USB 支持“总线供电”和“自供电”两种供电模式。在总线供电模式下,设备最多可以获得500mA的电流。 USB2.0 被设计成为向下兼容的模式,当有全速 (USB 1.1)或者低速(USB 1.0)设备连接到高速(USB 2.0)主机时,主机可以通过分离传输来支持它们。一条 USB 总线上,可达到的最高传输速度等级由该总线上最慢的“设备”决定,该设备包括主机、HUB以及USB功能设备。
USB 体系包括“主机”、“设备”以及“物理连接”三个部分。其中主机是一个提供USB接口及接口管理能力的硬件、软件及固件的复合体,可以是PC,也可以是 OTG设备。一个USB 系统中仅有一个USB主机;设备包括 USB功能设备和 USB HUB,最多支持 127个设备;物理连接即指的是USB 的传输线。在USB 2.0系统中,要求使用屏蔽的双绞线。
一个 USB HOST 最多可以同时支持 128 个地址,地址 0 作为默认地址,只在设备枚举期间临时使用,而不能被分配给任何一个设备,因此一个 USB HOST 最多可以同时支持 127 个地址,如果一个设备只占用一个地址,那么可最多支持 127个 USB 设备。在实际的 USB 体系中,如果要连接 127 个 USB设备,必须要使用 USB HUB,而 USB HUB 也是需要占用地址的,所以实际可支持的 USB 功能设备的数量将小于 127。
USB 设备连接到 HOST 时,HOST 必须通过默认的控制管道对其进行枚举 枚举 枚举 枚举,完成获得其设备描述、进行地址分配、获得其配置描述、进行配置等操作方可正常使用。USB 设备的即插即用特性即依赖于此。
枚举:是 USB 体系中一个很重要的活动,由一系列标准请求组成(若设备属于某个子类,还包含该子类定义的特殊请求)。通过枚举 HOST 可以获得设备的基本描述信息,如支持的 USB 版本、PID、VID、设备分类(Class)、供电方式、最大消耗电流、配置数量、各种类型端点的数量及传输能力(最大包长度)。HOST 根据 PID 和 VID 加载设备驱动程序,并对设备进行合适的配置。只有经过枚举的设备才能正常使用。对于总线供电设备,在枚举完成前最多可从总线获取 100mA 的电流。