USB的开发之标准篇

通用串行总线（Universal Serial Bus）是用于将适用USB的外围设备连接到主机的外部总线结构,其主要是用在中速和低速的外设。USB是通过PCI总线和PC的CPU连接，实现数据的 传送。USB同时又是一种通信协议，他支持主系统(host)和USB的外围设备(device)之间的数据传送。

USB的优点有以下几条：

USB为所有的USB外设提供了单一的、易于操作的标准的连接类型。这样一来就简化了USB外设的设计，同时也简化了用户在判断哪个插头对应哪个插槽时的任务,实现了单一的数据通用接口。

USB排除了对各个鼠标、调制解调器、键盘和打印机接口的需求，因而减少了硬件的复杂性和对端口的占用，节省了系统资源。

USB支持热插拔(hot plug)，也就是说在不关PC的情况下可以安全的插上和断开USB设备。其他普通的外围连接标准，如SCSI设备等必须在关掉主机的情况下才能增加或移走外围设备。

USB支持PNP。当插入USB设备的时候，主计算机设备检测该外设并且通过自动的加载相关的驱动程序来对该设备进行配置，并使其正常工作。

USB在设备供电方面提供了灵活性。USB直接连接的设备可以通过USB电缆供电，也可以通过电池或者其它的电力设备来供电，或使用两种供电方式的组合.并且支持节约能源的挂机和唤醒模式。

USB提供全速12Mbps的速率和低速1.5Mbps的速率来适应各种不同类型的外设。

针对不能处理突然发生的非连续传送的设备，如音频和视频设备，USB可以保证其固定带宽。

为了适应各种不同类型外围设备的要求，USB提供了四种不同的数据传送类型。

USB使得多个外围设备可以跟主机通信。

USB的目的:1,使用方便 2,可以提供实时的数据给PC 3,端口的灵活扩展性

USB标准可以在www.usb.org/developer/中 找到,并且你还可以在该站点找到另外的一个USB的测试工具:usbcomp.exe,它包含一个usbcheck的工具可以检测到设备是否一些USB的 高层次的要求。同时它还有一个usbcheck的工具可以检测HID(human interface device)的设备。而W98还有一个"Ignore hubs"(Memphis only)的检测窗口。在W2K DDK中包含的一个USBView的工具可以看出系统中所有的USB总线以及USB总线上的所有的设备。

USB论坛(USB forum)的成员每年只需要支付$2500就可以获得一个Vendor ID,其实,每个Vendor ID的零售价格只是$200,不过每个USB论坛的成员可以在关于USB的支持方面可以得到许多的好处。(对于俺们中国人来说,去弄一个什么USB成员是 很浪费钱的)

USB的设备类型(device class)

虽然USB设备都会表现USB的一些基本的特征。但是,USB的设备还是可以分成多个不同类型,同类型的设备可以拥有一些共同的行为特征和工作协议,从而使设备的驱动程序的书写变得简单一些。下表中就给出一些基本的USB的设备类型分类。

设备类型(device class) 设备举例 类型常量(Class constant)
音频(audio) 扬声器 USB_DEVICE_CLASS_AUDIO
通信 MODEM USB_DECICE_CLASS_COMMUNICATIONS
HID 键盘 鼠标 USB_DEVICE_CLASS_HUMAN INTERFACE
显示 监视器 USB_DEVICE_CLASS_MONITOR
物理回应设备 动力回馈式游戏操纵杆 USB_DEVICE_CLASS_PHYSICAL_INTERFACE
电源 不间断电源供应 USB_DEVICE_CLASS_POWER
打印机 USB_DEVICE_CLASS_PRINTER
大量的存储器 硬盘 USB_DEVICE_CLASS_STORAGE
HUB USB_DEVICE_CLASS_HUB

USB的基本特性
每一个设备(device)会有一个或者多个的逻辑连接点在里面,每个连接点叫endpoint.每个endpoint有四种数据传送方式:控制 (Control)方式传送;同步(isochronous)方式传送;中断(interrupt)方式传送;大量(bulk)传送.但是所有的 endpoint0都被用来传送配置和控制信息。
在host和设备的endpoint之间的连接叫作管道"pipe",endpoint0叫做缺省(default pipe)。
对于同样性质的一组的endpoint的组合叫做接口(interface),如果一个设备包含不止一个的接口就可以称之为复合设备(composite device)。
同样的道理,对于同样的类型的接口的组合可以称之为"配置"(configuration)。但是每次只能有一个配置是可用的,而一旦该配置激活,里面的接口和endpoint就都同时可以使用。
host从设备发过来的描述字(des criptors)中来判断用的是哪个配置,哪个接口等等,而这些的描述字通常是在endpoint0中传送。

Windows USB 驱动程序接口
系统中的USB的驱动程序完成许多的工作。
实际上对于一些HID的USB设备,象键盘,鼠标和游戏操纵杆之类的设备可以自动的被系统识别并且支持.而除此之外的设备就需要自己写一个驱动程序来完成 硬件和软件之间的联系。在核心模式(kernel mode)下,驱动程序用IOCTL来组织和操作一些由其他部分发过来的要求和命令。而IOCTL又是通过URB(USB r