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第1章 术语和缩写1

第2章 绪论9

2.1 动因9

2.2规范的目的9

2.3文档的范围10

2.4 USB产品的兼容性10

2.5文档结构10

第3章 背景11

3.1通用串行总线的目标11

3.2应用范围的分类11

3.3特性12

第4章 结构体系概述14

4.1 USB系统描述14

4.2物理接口15

4.3 电源16

4.5健壮性17

4.4总线协议17

4.6系统配置18

4.7数据流类型18

4.8 USB设备20

4.9 USB主机——硬件和软件22

4.10体系结构的扩展22

第5章 USB数据流模型23

5.1开发人员的观点23

5.2 总线拓扑24

5.3 USB通信流27

5.3.1设备端点29

5.3.2管道30

5.3.3帧和微型帧32

5.4传输类型32

5.4.1控制传输33

5.4.2 同步传输38

5.4.3 中断传输41

5.4.4批量传输45

5.5高速、高带宽端点47

5.6分离处理49

5.7传输的总线访问49

5.7.1传输管理50

5.7.2处理跟踪52

5.7.3总线时间54

5.7.4设备／软件缓冲区大小55

5.7.5总线带宽的回收55

5.8对同步传输的特别考虑55

5.8.1 非USB同步应用的实例56

5.8.2 USB时钟模型58

5.8.3 时钟同步60

5.8.4同步设备60

5.8.5数据预缓冲66

5.8.6 SOF跟踪67

5.8.7错误处理67

5.8.8速率匹配的缓冲68

6.1.1可识别的连接器协议70

第6章 机械特性70

6.1体系结构概述70

6.1.2 电缆组件71

6.2连接器的机械配置和材料要求76

6.3电缆的机械结构和材料要求87

6.4电气、机械和环境的一致标准91

6.5 USB接地95

6.6 PCB参考图95

第7章 电气规范99

7.1信号规范99

7.1.1 USB驱动器的特性101

7.1.2数据信号的上升和下降、眼孔图样106

7.1.3电缆时滞114

7.1.4接收器特性114

7.1.5设备的速度识别115

7.1.6输入特性117

7.1.7信号电平119

7.1.9位填充130

7.1.8数据的编码／译码130

7.1.10 SYNC结构132

7.1.11数据信号速率132

7.1.12 帧间隔133

7.1.13数据源信号133

7.1.14集线器的信号时序135

7.1.15接收器的数据抖动136

7.1.16 电缆延时138

7.1.18总线转向时间和包间延时139

7.1.17电缆的衰减139

7.1.19最大的端到端信号延时140

7.1.20支持的测试模式141

7.2功率分配142

7.2.1设备类型142

7.2.2电压降的预算146

7.2.3挂起／恢复期间的电源控制147

7.2.4动态的插入和拔出148

7.3物理层149

8.1字节／位的顺序160

8.2 SYNC场160

8.3包的场格式160

8.3.1包的标识符场160

第8章 协议层160

8.3.2设备地址场161

8.3.4数据场162

8.3.5循环冗余校验162

8.3.3帧号码场162

8.4包的格式163

8.4.1令牌包163

8.4.2分离处理特殊令牌包164

8.4.3帧开始包167

8.4.4数据包168

8.4.5握手包168

8.4.6握手响应169

8.5处理包序列171

8.5.1通过PING流控制限制NAK176

8.5.2批量处理179

8.5.3控制传输183

8.5.4 中断处理186

8.5.5 同步处理187

8.6数据触发同步和重试189

8.7错误的检测和恢复192

9.1 USB设备状态195

9.1.1 见的设备状态195

第9章 USB设备的结构195

9.1.2总线枚举198

9.2普通的USB设备操作198

9.2.1动态的连接和拔出198

9.2.2地址分配199

9.2.3配置199

9.2.4数据传输199

9.2.5功耗管理199

9.2.6请求的处理200

9.2.7请求错误201

9.3 USB设备请求202

9.4标准的设备请求203

9.5描述符211

9.6标准USB描述符的定义212

9.6.1设备212

9.6.2设备限定符214

9.6.3配置214

9.6.5接口216

9.6.4其他速度配置216

9.6.6接口集合217

9.6.7端点218

9.6.8字符串221

9.7设备类型定义222

第10章 USB主机——硬件和软件223

10.1 USB主机概述223

10.2主机控制器的要求226

10.3软件机制概述229

10.5.1 USBD概述233

10.4主机控制器驱动程序233

10.5通用串行总线驱动程序233

10.5.2 USBD命令机制的要求235

10.5.3USBD的管道机制237

10.5.4通过USBD机制管理USB238

10.5.5传递USB的预启动控制到操作系统240

10.6操作系统环境指南240

11.1概述241

11.1.1集线器的体系结构241

第11章 集线器规范241

11.1.2集线器的连接242

11.2集线器的帧／微型帧定时器243

11.2.1 高速微型帧定时器的范围244

11.2.2全速的帧定时器范围244

11.2.3帧／微型帧的定时器同步244

11.2.4与帧抖动相关的微型帧抖动246

11.2.5 EOF1和EOF2定时点247

11.3.1全速／低速最近的主机包249

11.3在帧结束处集线器的行为249

11.3.2无效的全速／低速包250

11.3.3全速／低速处理的完成预报250

11.4 内部端口251

11.5下行端口252

11.5.1下行端口的状态描述253

11.5.2断开连接检测定时器257

11.5.3端口指示灯257

11.6上行端口259

11.6.1全速259

11.6.2高速259

11.6.3接收机259

11.6.4发送机262

11.7集线器中继器264

11.7.1高速包连接264

11.7.2集线器中继器状态机266

11.8.1端口错误268

11.8总线状态的评估268

11.8.2速度检测269

11.8.3 冲突269

11.8.4低速端口的行为269

11.9挂起和恢复270

11.10集线器的复位行为272

11.11 集线器端口的电源控制272

11.12.2集线器的信息体系结构和操作274

11.12.1端点的组成274

11.12集线器控制器274

11.12.3端口变化信息的处理275

11.12.4集线器和端口状态变化的位映像276

11.12.5过电流报告和恢复277

11.12.6枚举处理277

11.13集线器的配置277

11.14处理转换器279

11.14.1 概述279

11.14.2处理转换器的调度281

11.15分离处理的符号信息282

11.16公共的分离处理状态机285

11.16.1主机控制器状态机285

11.16.2处理转换器状态机288

11.17批量／控制处理转换器概述293

11.17.1批量／控制分离处理序列294

11.17.2批量／控制分离处理状态机299

11.17.5其他批量／控制细节305

11.17.4批量／控制缓冲要求305

11.17.3批量／控制序列305

11.17.6批量／控制包串扰的处理306

11.18周期性分离处理管道和缓冲器管理306

11.18.1最好情况下的全速预算306

11.18.2 TT微型帧管道306

11.18.3产生全速帧307

11.18.4主机分离处理预设要求308

11.18.5 TT响应的产生310

11.18.6 TT周期处理操作要求311

11.18.7 TT处理跟踪312

11.18.8 TT完成分离处理状态查找313

11.19 TT缓冲空间要求的大概值315

11.20中断处理转换概述315

11.20.1 中断分离处理序列315

11.20.2 中断分离处理状态机317

11.20.3 中断OUT序列322

11.20.4 中断IN序列323

11.21 同步处理转换概述324

11.21.1 同步分离处理序列325

11.21.2同步分离处理状态机327

11.21.3同步OUT序列331

11.21.4 同步IN序列332

11.22 TT错误处理332

11.22.1 TT与HS SOF丢失同步333

11.22.2 TT帧和微型帧定时器的同步要求333

11.23.1集线器类的标准描述符335

11.23描述符335

11.23.2专用的类描述符——集线器描述符345

11.24请求347

11.24.1标准请求347

11.24.2专用类的请求347

第12章 OTG规范363

12.1简介363

12.2重要特性363

12.3机械特性365

12.3.1介绍366

12.3.2 Mini连接器的配对366

12.3.3颜色编码366

12.3.4设备、电缆和适配器的延时367

12.3.5允许使用的连接器和电缆368

12.4电气要求385

12.4.1 A设备的电气要求385

12.4.2 B设备的电气要求387

12.4.3会话请求协议388

12.4.4电气特性391

12.4.5设备时序392

12.5主机交换协议397

12.5.1介绍397

12.5.2描述的优先权397

12.5.3 HNP概述397

12.5.4 OTG描述符399

12.5.5 SetFeature命令399

12.5.6状态机参数401

12.5.7 时序小结405

12.5.8状态图406

附录A 处理举例413

A.1 批量／控制OUT和SETUP处理举例413

A.2批量／控制IN处理举例437

A.3 中断OUT处理举例461

A.4 中断IN处理举例480

A.5 同步OUT分离处理举例502

A.6 同步IN分离处理举例511

B.1全局声明524

附录B 关于状态机的范例声明524

B.2主机控制器声明527

B.3处理转换器声明530

附录C 复位协议状态图表536

C.1 下行口状态图536

C.2上行口状态图538

附录D 相关芯片及开发工具542

D.1 PDIUSBD12——带并行总线的USB接口器件542

D.2 ISP1581——高速USB接口器件543

D.3 ISP1161——USB主机控制器和设备控制器544

D.4 ISP1362/1363——USB OTG器件545

D.5 ISP1301——USB OTG器件546

D.6 USB-bus 1.1分析仪＆USB Analyser 1.1软件547

D.7 USB-bus 2.0分析仪＆USB Analyser2.0软件548

D.8 PDIUSBD12大容量存储器开发板548

D.9 PDIUSBD12 SMART开发板549

D.10 DP-1581单片机与USB 2.0综合仿真实验仪549