usb協(xié)議(求usb傳輸協(xié)議)

1.求usb傳輸協(xié)議

摘 要：通用串行總線（USB）是一種簡單的計算機外圍接口標準。

它具有即插即用、擴展方便等優(yōu)點，已成為計算機必備的一個接口。本文簡要介紹USB總線的功能、拓樸結構及其數(shù)據(jù)傳輸過程，并舉例說明USB接口的實際應用。

關鍵詞：通用串行總線 USB接口 外圍接口標準 一、USB接口背景 在早期的計算機系統(tǒng)上常用串口或并口連接外圍設備。每個接口都需要占用計算機的系統(tǒng)資源（如中斷，I/O地址，DMA通道等）。

無論是串口還是并口都是點對點的連接，一個接口僅支持一個設備。因此每添加一個新的設備，就需要添加一個ISA/EISA 或PCI卡來支持，同時系統(tǒng)需要重新啟動才能驅動新的設備。

USB總線是INTEL、DEC、MICROSOFT、IBM等公司聯(lián)合提出的一種新的串行總線標準，主要用于PC機與外圍設備的互聯(lián)。USB總線具有低成本、使用簡單、支持即插即用、易于擴展等特點，已被廣泛地用在PC機及嵌入式系統(tǒng)上。

二、USB總線優(yōu)缺點 1.優(yōu) 點 （1）使用簡單 所用USB系統(tǒng)的接口一致，連線簡單。系統(tǒng)可對設備進行自動檢測和配置，支持熱插拔。

新添加設備系統(tǒng)不需要重新啟動。 （2）應用范圍廣 USB系統(tǒng)數(shù)據(jù)報文附加信息少，帶寬利用率高，可同時支持同步傳輸和異步傳輸兩種傳輸方式。

一個USB系統(tǒng)最多可支持127個物理設備。USB設備的帶寬可從幾Kbps 到幾Mbps （在USB2.0版本，最高可達幾百Mbps）。

一個USB系統(tǒng)可同時支持不同速率的設備，如低速的鍵盤、鼠標，全速的ISDN、語音，高速的磁盤、圖像等（僅USB2.0版本支持高速設備）。（3）較強的糾錯能力 USB系統(tǒng)可實時地管理設備插拔。

在USB協(xié)議中包含了傳輸錯誤管理、錯誤恢復等功能，同時根據(jù)不同的傳輸類型來處理傳輸錯誤。 （4）總線供電 USB總線可為連接在其上的設備提供5V電壓/100mA電流的供電，最大可提供500mA的電流。

USB設備也可采用自供電方式。 （5）低成 USB接口電路簡單，易于實現(xiàn)，特別是低速設備。

USB系統(tǒng)接口/電纜也比較簡單，成本比串口/并口低。 2.缺 點 USB技術還不是很成熟，特別是高速設備。

市場上現(xiàn)有的USB設備價格都比較昂貴，但隨著USB技術的日益成熟，設備的不斷增加和廣泛應用，其價格將會有所降低。 三、USB系統(tǒng)拓撲結 一個USB系統(tǒng)包含三類硬件設備： USB主機（USB HOST）、USB設備（USB DEVICE）、USB集線器（USB HUB），如圖1所示。

（1）USB HOST 在一個USB系統(tǒng)中，當且僅當有一個USB HOST時，USB HOST有以下功能： ◇ 管理USB系統(tǒng)； ◇ 每毫秒產(chǎn)生一幀數(shù)據(jù)； ◇ 發(fā)送配置請求對USB設備進行配置操作； ◇ 對總線上的錯誤進行管理和恢復。 （2）USB DEVICE 在一個USB系統(tǒng)中，USB DEVICE和USB HUB總數(shù)不能超過127個。

USB DEVICE接收USB總線上的所有數(shù)據(jù)包，通過數(shù)據(jù)包的地址域來判斷是不是發(fā)給自己的數(shù)據(jù)包：若地址不符，則簡單地丟棄該數(shù)據(jù)包；若地址相符，則通過響應USB HOST的數(shù)據(jù)包與USB HOST進行數(shù)據(jù)傳輸。 （3）USB HUB USB HUB用于設備擴展連接，所有USB DEVICE都連接在USB HUB的端口上。

一個USB HOST總與一個根HUB (USB ROOT HUB)相連。USB HUB為其每個端口提供100mA電流供設備使用。

同時，USB HUB可以通過端口的電氣變化診斷出設備的插拔操作，并通過響應USB HOST的數(shù)據(jù)包把端口狀態(tài)匯報給USB HOST。一般來說，USB設備與USB HUB間的連線長度不超過5m,USB系統(tǒng)的級聯(lián)不能超過5級（包括ROOT HUB）。

四、USB總線數(shù)據(jù)傳輸 USB總線上數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕Y構如圖2所示。 從物理結構上，USB系統(tǒng)是一個星形結構；但在邏輯結構上，每個USB邏輯設備都是直接與USB HOST相連進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

在USB總線上，每ms傳輸1幀數(shù)據(jù)。每幀數(shù)據(jù)可由多個數(shù)據(jù)包的傳輸過程組成。

USB設備可根據(jù)數(shù)據(jù)包中的地址信息來判斷是否響應該數(shù)據(jù)傳輸。在USB標準1.1版本中，規(guī)定了4種傳輸方式以適應不同的傳輸需求： （1）控制傳輸（control transfer） 控制傳輸發(fā)送設備請求信息，主要用于讀取設備配置信息及設備狀態(tài)、設置設備地址，設置設備屬性、發(fā)送控制命令等功能。

全速設備每次控制傳輸?shù)淖畲笥行ж摵煽蔀?4個字節(jié)，而低速設備每次控制傳輸?shù)淖畲笥行ж摵蓛H為8個字節(jié)。 2）同步傳輸（isochronous transfer） 同步傳輸僅適用于全速/高速設備。

同步傳輸每ms進行一次傳輸，有較大的帶寬，常用于語音設備。同步傳輸每次傳輸?shù)淖畲笥行ж摵煽蔀?023個字節(jié)。

（3）中斷傳輸（interrupt transfer） 中斷傳輸用于支持數(shù)據(jù)量少的周期性傳輸需求。全速設備的中斷傳輸周期可為1~255ms，而低速設備的中斷傳輸周期為10~255ms。

全速設備每次中斷傳輸?shù)淖畲笥行ж摵煽蔀?4個字節(jié)，而低速設備每次中斷傳輸?shù)淖畲笥行ж摵蓛H為8個字節(jié)。 （4）塊數(shù)據(jù)傳輸（bulk transfer） 塊數(shù)據(jù)傳輸是非周期性的數(shù)據(jù)傳輸，僅全速/高速設備支持塊數(shù)據(jù)傳輸，同時，當且僅當總線帶寬有效時才進行塊數(shù)據(jù)傳輸。

塊數(shù)據(jù)傳輸每次數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖畲笥行ж摵煽蔀?4個字節(jié)。 五、典型應用 USB系統(tǒng)的典型 系統(tǒng)中，顯示器、Audio、Modem皆為全速設備，鍵盤、鼠標為低速設備。

2.usb通信協(xié)議 是什么

USB是一種支持在USB主機和USB設備之間進行串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議。

主機作為總線的主叫方，采用兩種信令模式：全速模式12Mb/s和低速模式1.5Mb/s。USB使用四種數(shù)據(jù)傳輸方式：控制傳輸（control）、中斷傳輸（interrupt）、批量傳輸（bulk）及等時傳輸（isochronous）。

其中控制模式主要用于控制指令傳輸及USB規(guī)范的實現(xiàn)，等時傳輸主要用于音頻及視頻傳輸。USB通過兩次總線列舉（Enumeration and Renumertion）來實現(xiàn)設備識別以及驅動程序析加載。

其具體過程為：USB設備連到主機后，主機依據(jù)USB規(guī)范在特定地址通過端口0(endpoint0)與外設通信，并將外設視為默認設備。外設與主機通信將其6設備標識（DID、PID、VID）發(fā)給主機進行第二次總線列舉。

主機根據(jù)設備標識，加載相應設備驅動程序，重新分配地址，并將控制權轉交給外設固件（firmware），通過固件與設備驅動程序及主機應用程序的交互通信，來實現(xiàn)外設的功能。

3.介紹一下USB3.0協(xié)議的內(nèi)容

傳輸速率 這款新的超高速接口的實際傳輸速率大約是3.2Gbps（即400MB/S）。

理論上的最高速率是5.0Gbps（即625MB/S）。 數(shù)據(jù)傳輸 USB3.0 引入全雙工數(shù)據(jù)傳輸。

5根線路中2根用來發(fā)送數(shù)據(jù)，另2根用來接收數(shù)據(jù)，還有1根是地線。也就是說，USB 3.0可以同步全速地進行讀寫操作。

以前的USB版本并不支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸。 電源 電源的負載已增加到150毫安（USB 2.0是100毫安左右），配置設備可以提高到900毫安。

這比USB 2.0高了80%，充電速度更快。另外，USB 3.0的最小工作電壓從4.4伏特降到4伏特，更加省電。

電源管理 USB 3.0 并沒有采用設備輪詢，而是采用中斷驅動協(xié)議。因此，在有中斷請求數(shù)據(jù)傳輸之前，待機設備并不耗電。

簡而言之，USB 3.0支持待機、休眠和暫停等狀態(tài)。 物理外觀 上述的規(guī)范也會體現(xiàn)在USB 3.0的物理外觀上。

但USB 3.0的線纜會更“厚”，這是因為USB 3.0的數(shù)據(jù)線比2.0的多了4根內(nèi)部線。不過，這個插口是USB 3.0的缺陷。

它包含了額外的連接設備。 已支持的操作系統(tǒng) Windows Vista、Windows 7 SP1和Linux已支持USB 3.0。

蘋果Mac OS還在觀望，應該也會支持的。雖然Windows XP的“年齡”有點大，但它也能支持USB 3.0。

4.USB接口的2.0協(xié)議指的是什么

是不是這個呢？ USB 2.0標準 COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS這7家廠商聯(lián)合制定了USB 2.0接口標準。

USB 2.0將設備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，比USB 1.1標準快40倍左右，速度的提高對于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設備，而且具有多種速度的周邊設備都可以被連接到USB 2.0的線路上，不像USB 1.1時代，因為高帶寬使得更多的設備無需擔心數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生瓶頸效應。USB 2.0可以使用原來USB定義中同樣規(guī)格的線纜，接頭的規(guī)格也完全相同，在高速的前提下一樣保持了USB 1.1的優(yōu)秀特色，也保證了向下兼容。

5.usb 傳輸原理

USB傳輸遵循USB協(xié)議，4根線上兩根是電源線，兩根是差分信號。根據(jù)USB協(xié)議，USB設備分主機和從機，連接后，主從機之間通過USB線相互交流，按照協(xié)議建立連接后，就可以正常通訊了。

和RS232的區(qū)別，還真沒想出來，完全是兩個不同的東西吧，USB是一整套的傳輸協(xié)議，232就是個電平信號協(xié)議吧。也就是說，232只是定義了信息應該如何傳輸，USB不但定義了信息傳輸?shù)姆绞剑捕x了設備的運作方式。

信號線上傳輸?shù)木褪遣罘中盘枴＞唧w的……還是看看USB協(xié)議吧，沒仔細研究過。

6.初涉USB,初學者USB入門總結USB上位機讀寫開發(fā),請高手指點下

固件的程序和驅動編寫好了后，把設備插入就可以正確識別到，接下來的工作就是如何用上位機讀寫設備了。其實讀寫操作跟讀寫串口一致的，就是用file進行操作。關鍵是打開設備，下面是我用到的程序，這里都貼出來吧，我都是用這個的，供大家參考，呵呵，如果剛開始弄的話，估計得弄上個一個星期才行，用這個程序修改一下，兩分鐘搞定。

其中GUID ClassGuid 是你在驅動中生成的一個號，它必須跟你的驅動對應起來，這個號的位置在驅動程序的XXXDeviceInterface.h中的#define XXXDevice_CLASS_GUID \。.(XXX表示你起的工程名字)。把這個號替換之后用FpOpenDevice打開設備，得到一個讀句柄，一個寫句柄，然后在自己的程序中用readfile和writefile讀寫設備就可以了，注意，不管是讀還是寫，都是主機發(fā)出的，設備不能主動發(fā)發(fā)數(shù)據(jù)。比如上位機中運行readfile，就會發(fā)送一個IN指令，設備接到IN指令后，會把緩沖區(qū)的內(nèi)容發(fā)出。

這一方面，想簡單可以簡單，想復雜可以負責的，，

上位機包括驅動和應用兩層。一般為了使自己的程序更通用并且適合做

再加工，，都是在驅動和界面程序中間加個dll什么的，，作為中間層。

簡單說的話，你可以下載公版驅動，和針對于該驅動的dll,,

開發(fā)者直接調(diào)用dll export出來的接口函數(shù)，完成開發(fā)，，跟一般的

軟件開發(fā)差不多，，只有你會調(diào)用dll。。當然這里還有一個問題就是，

你還要和下位機軟件開發(fā)的人一起制定一個協(xié)議什么的，，來具體完成

一些數(shù)據(jù)狀態(tài)的交換。

如果要寫驅動，，相對教難些，，不過可以上網(wǎng)上下載些類似的源碼，，

參考修改，，完成驅動。

推薦你去csdn，這個網(wǎng)站上有很多資源，注冊都可以下載的

7.請問USB傳輸?shù)脑?/h2>

1 USB的結構與工作原理 1.1物理結構 USB的物理拓撲結構如圖1所示。

在USB2.0中，高速方式下Hub使全速和低速方式的信令環(huán)境獨立出來，圖2中顯示了高速方式下Hub的作用。 通過使用集線器（Hub）擴展可外接多達127個外設。

USB的電纜有四根線，兩根傳送的是5V的電源，另外的兩根是數(shù)據(jù)線。功率不大的外圍設備可以直接通過USB總線供電，而不必外接電源。

USB總線最大可以提供5V 500mA電流，并支持節(jié)約能源的掛機和喚醒模式。 1.2 USB設備邏輯結構 USB的設備可以分成多個不同類型，同類型的設備可以擁有一些共同的行為特征和工作協(xié)議，這樣可以使設備驅動程序的編寫變得簡單一些。

USB Forum在USB類規(guī)范？2 中定義了USB的設備類型，比如音頻、通信、HID、HUB等設備類。 每一個USB設備會有一個或者多個的邏輯連接點在里面？每個連接點叫端點。

在USB的規(guī)范中用4位地址標識端點地址，每個設備最多有16個端點。 端點0都被用來傳送配置和控制信息。

在NS公司的USB接口芯片USBN9602?4 中有7個端點。 管道實現(xiàn)了在主機的一個內(nèi)存緩沖區(qū)和設備的端點之間的數(shù)據(jù)傳輸，連接端點0的叫做缺省管道。

管道是具有多個特征的信道，如帶寬分配，包大小，管道類別以及數(shù)據(jù)流向。 管道有兩種類型分別是流管道（stream pipe）和消息管道（messagepipe）。

流管道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的內(nèi)容不具有USB要求的結構，它是單向傳輸?shù)?；流管道支持批量、等時和中斷傳輸方式。而消息管道與流管道具有不同的行為。

首先，由主機發(fā)請求給USB設備，然后在適當?shù)姆较蛏蟼鬏敂?shù)據(jù)，最后是到達一個狀態(tài)階段。 為了保證三個階段的數(shù)據(jù)傳輸，消息管道定義了一個數(shù)據(jù)結構使命令可靠地被識別和傳輸。

消息管道是雙向的，它只支持控制傳輸方式。 對于同樣性質的一組端點的組合叫做接口，如果一個設備包含不止一個接口就可以稱之為復合設備（見圖1）。

對于同樣類型接口的組合可以稱之為配置。 但是每次只能有一個配置是可用的，而一旦該配置被激活，里面的接口和端點就都同時可以使用。

主機從設備發(fā)過來的描述字中來判斷用的是哪個配置？哪個接口等等？而這些描述字通常是在端點0中傳送的。 1.3 USB通信分層模型 一臺主機到設備的連接需要許多層與實體之間的相互作用。

USB總線接口層提供了主機和設備之間的物理/信令/包的連接。在系統(tǒng)軟件看來，USB設備層執(zhí)行的是一般的USB操作。

功能接口層提供和應用軟件層相對應的附加功能。分層模型如圖3所示，雖然邏輯上USB設備層和功能層各自與主機上的相應層通信，但物理上都是通過USB總線接口層實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹?/p>

1.4 四種傳輸方式 USB提供了四種傳輸方式，以適應各種設備的需要。這四種傳輸方式分別是： 控制傳輸方式：控制傳輸是雙向傳輸，數(shù)據(jù)量通常較小，主要用來進行查詢、配置和給USB設備發(fā)送通用的命令。

控制傳輸主要用在主計算機和USB外設中端點0之間。 等時傳輸方式：等時傳輸提供了確定的帶寬和間隔時間。

它被用于時間嚴格并具有較強容錯性的流數(shù)據(jù)傳輸，或者用于要求恒定的數(shù)據(jù)傳送率的即時應用中。例如進行語音業(yè)務傳輸時，使用等時傳輸方式是很好的選擇。

中斷傳輸方式：中斷方式傳送是單向的并且對于主機來說只有輸入的方式。 中斷傳輸方式主要用于定時查詢設備是否有中斷數(shù)據(jù)要傳送，該傳輸方式應用在少量的、分散的、不可預測的數(shù)據(jù)傳輸。

鍵盤、游戲桿和鼠標就屬于這一類型。 大量傳輸方式：主要應用在沒有帶寬和間隔時間要求的大量數(shù)據(jù)的傳送和接收，它要求保證傳輸。

打印機和掃描儀屬于這種類型。 在開發(fā)USB設備時通過設置接口芯片中相應的寄存器使端點處于不同的工作方式。

1.5 USB通信協(xié)議 USB的物理協(xié)議規(guī)定了在總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式，一個全速的數(shù)據(jù)幀有1500字節(jié)，而對于低速的幀有187字節(jié)。幀的作用是分配帶寬給不同的數(shù)據(jù)傳送方式。

一個最小的USB的數(shù)據(jù)塊叫做包，包通常有同步信號，包標識，地址、傳送的數(shù)據(jù)和CRC。包的ID由八位組成，其中后四位是糾錯位。

根據(jù)包功能的不同，在USB1.1中定義了以下四類十種： token OUT IN SOF SETUP data DATA0 DATA1 handshake ACK NAK STALL special PRE 在USB2.0中又增加了幾種類型的包以滿足高速傳輸?shù)男枰?其中data類型增加了DATA2和MDATA,handshake類型增加了NYET,special類型則增加了ERR,SPLIT,PING,Reserved。

事務是在主機和設備之間不連續(xù)地數(shù)據(jù)交換。一個事務通常由主機開始，一般分三個階段，第一階段發(fā)送token包，第二階段發(fā)送是data包（可以向上也可以向下），在數(shù)據(jù)包傳送完之后，就會由設備返回一個handshake包。

當客戶端程序通過一個USB管道發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時，它首先會調(diào)用Win32API,API會發(fā)送一個IRP到USB設備驅動程序。USB設備驅動程序的任務就是把客戶端的請求通過一個管道發(fā)送到外設合適的端點。

為了實現(xiàn)這個任務，USB設備驅動程序會遞交請求給總線驅動程序，總線驅動程序可以把這些請求轉變成事務，然后將這些事務組合成幀在總線上傳輸。 1.6 USB帶寬分析舉例 在USB1.1標準中將其有效的帶寬分。

8.USB接口的協(xié)議及特點

USB，即通用串行總線（Universal Serial Bus），也稱通用串聯(lián)接口。

隨著計算機硬件飛速發(fā)展，外圍設備日益增多，鍵盤、鼠標、調(diào)制解調(diào)器、打印機、掃描儀早已為人所共知，數(shù)碼相機、MP3隨身聽接踵而至，這么多的設備，如何接入個人計算機？USB就是基于這個目的產(chǎn)生的。USB是一個使計算機周邊設備連接標準化、單一化的接口，其規(guī)格是由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、Northern Telecom聯(lián)系制定的。

USB1.1標準接口傳輸速率為12Mbps，但是一個USB設備最多只可以得到6Mbps的傳輸頻寬。因此若要外接光驅，至多能接六倍速光驅，無法再高。而若要即時播放MPEG-1的VCD影片，至少要1.5Mbps的傳輸頻寬，這點USB辦得到，但是要完成數(shù)據(jù)量大四倍的MPEG-2的DVD影片播放，USB可能就很吃力了，若再加上AC-3音頻數(shù)據(jù)，USB設備就很難實現(xiàn)即時播放了。

一個USB接口理論上可以支持127個裝置，但是目前還無法達到這個數(shù)字。其實，對于一臺計算機，所接的周邊外設很少有超過10個的，因此這個數(shù)字是足夠我們使用的。

USB還有一個顯著優(yōu)點就是支持熱插拔，也就是說在開機的情況下，你也可以安全地連接或斷開USB設備，達到真正的即插即用。

不過，并非所有的Windows系統(tǒng)都支持USB。目前，Windows系統(tǒng)中有許多不同的版本，在這些版本中，只有Windows98以上版本的系統(tǒng)對USB的支持較好，而其他的Windows版本并不能完整支持USB。例如Windows95的零售版是不支持USB的，只有后來與PC捆綁銷售的Windows95版本才支持USB。

目前USB設備雖已被廣泛應用，但比較普遍的卻是USB1.1接口，它的傳輸速度僅為12Mbps。舉個例子說，當你用USB1.1的掃描儀掃一張大小為40M的圖片，需要4分鐘之久。 這樣的速度，讓用戶覺得非常不方便，如果有好幾張圖片要掃的話，就得要有很好的耐心來等待了。

用戶的需求，是促進科技發(fā)展的動力，廠商也同樣認識到了這個瓶頸。這時， COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS這7家廠商聯(lián)合制定了USB 2.0接口標準。USB 2.0將設備之間的數(shù)據(jù)傳輸速度增加到了480Mbps，比USB 1.1標準快40倍左右，速度的提高對于用戶的最大好處就是意味著用戶可以使用到更高效的外部設備，而且具有多種速度的周邊設備都可以被連接到USB 2.0的線路上，而且無需擔心數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生瓶頸效應。

所以，如果你用USB 2.0的掃描儀，就完全不同了，掃一張40M的圖片只需半分鐘左右的時間，一眨眼就過去了，效率大大提高。

而且，USB2.0可以使用原來USB定義中同樣規(guī)格的電纜，接頭的規(guī)格也完全相同，在高速的前提下一樣保持了USB 1.1的優(yōu)秀特色，并且，USB 2.0的設備不會和USB 1.X設備在共同使用的時候發(fā)生任何沖突。

USB2.0兼容USB1.1，也就是說USB1.1設備可以和USB2.0設備通用，但是這時USB2.0設備只能工作在全速狀態(tài)下（12Mbit/s）。USB2.0有高速、全速和低速三種工作速度，高速是480Mbit/s，全速是12Mbit/s，低速是1.5Mbit/s。其中全速和低速是為兼容USB1.1而設計的，因此選購USB產(chǎn)品時不能只聽商家宣傳USB2.0，還要搞清楚是高速、全速還是低速設備。USB總線是一種單向總線，主控制器在PC機上，USB設備不能主動與PC機通信。為解決USB設備互通信問題，有關廠商又開發(fā)了USB OTG標準，允許嵌入式系統(tǒng)通過USB接口互相通信，從而甩掉了PC機