USB设备互连通信协议设计
- 格式:pdf
- 大小:1.55 MB
- 文档页数:4
USB的HID通信协议USB HID(Human Interface Device)通信协议是一种用于实现USB设备与计算机之间人机交互的通信标准。
它定义了如何将输入和输出的信息在USB总线上进行传输并进行解释。
在该协议中,设备被称为USB HID设备,计算机被称为主机。
以下是USB HID通信协议的详细介绍。
1.通信协议层次结构USBHID通信协议定义了四个层次的模型。
最底层是物理层,负责USB总线的电气特性和通信速率。
上一层是USB传输层,负责数据包传输的同步和差错检测。
再上一层是USB配置层,负责设备枚举和配置。
最顶层是HID层,负责定义设备的输入输出报告格式和解析。
2.报告描述符HID通信协议通过报告描述符定义设备的输入和输出报告格式。
输入报告描述设备向主机传输输入数据,输出报告描述主机向设备传输输出数据。
报告描述符包含了报告ID、报告大小和报告类型等信息,主机通过解析报告描述符来理解设备传输的数据。
3.报告传输设备通过中断传输和控制传输与主机进行通信。
中断传输是指设备周期性地传输输入报告给主机,主机可以根据需要设置中断传输的频率。
控制传输是指主机向设备发送控制命令或获取设备属性信息。
4.事件推送和轮询设备可以通过事件推送和轮询两种方式向主机传输数据。
事件推送是指设备主动向主机发送输入报告。
轮询是指主机定期向设备发送轮询请求,设备在收到请求后返回输入报告。
事件推送和轮询可以结合使用,以满足不同的应用需求。
5.输入报告解析主机通过解析输入报告来获取设备传输的数据。
输入报告由报告ID和报告数据组成。
主机可以根据报告描述符的信息来解析报告数据,获取具体的输入信息。
解析后的数据可以用于触发软件事件或更新设备状态。
6.输出报告处理主机通过发送输出报告向设备传输数据。
输出报告也由报告ID和报告数据组成。
设备可以根据报告描述符的信息解析报告数据,并根据需要进行相应的处理。
7.随机访问HID通信协议支持主机以随机方式访问设备的输入输出报告。
USB的HID通信协议USB的HID(Human Interface Device)通信协议是一种用于连接计算机和外部人机交互设备的通信协议。
HID协议定义了计算机和设备之间的数据传输格式、数据解释和通信流程,以实现设备的控制和数据交换。
下面将详细介绍USB的HID通信协议。
B的HID通信协议基本概念:USB的HID通信协议是在USB(Universal Serial Bus)标准之上定义的一种通信协议。
USB是一种高速串行总线标准,提供了与设备进行通信的硬件接口。
而HID通信协议定义了在USB接口上进行人机交互设备通信的规则和格式。
2.HID通信协议的数据传输格式:HID通信协议使用报文的方式进行数据传输。
每个报文由一个报头和一个或多个数据包组成。
报头包含了指示报文类型、报文长度等信息,数据包中存放实际的数据。
通常情况下,报文的数据是按字节进行传输的,但对于特定类型的设备,也可以使用其他格式进行传输。
3.HID通信协议的数据解释:HID通信协议定义了一种标准的数据解释方式,以便计算机能够正确地解释设备发送的数据。
例如,在鼠标设备中,数据包中的前2个字节表示鼠标的横坐标和纵坐标的变化量。
计算机根据这些数据来控制鼠标的移动。
4.HID通信协议的通信流程:HID通信协议规定了在设备和计算机之间进行通信的具体流程。
在通信开始前,设备必须向计算机发送设备描述符以告知其设备的类型和功能。
计算机收到设备描述符后,会根据描述符中的信息来设置相应的数据报文格式和解释方式。
设备在工作过程中,会根据HID协议规定的规则和格式发送数据到计算机,计算机则负责解析这些数据并执行相应的操作。
5.HID通信协议的扩展功能:HID通信协议除了定义了基本的数据传输、数据解释和通信流程外,还提供了一些扩展功能来支持设备的特殊需求。
这些扩展功能包括通信协议的可配置性、事件通知机制、设备状态的上报以及多设备的管理等。
总结:USB的HID通信协议是一种用于连接计算机和外部人机交互设备的通信协议。
usb通讯协议书USB通讯协议书写USB通讯协议(Universal Serial Bus Communication Protocol)是一种用于计算机和外部设备之间进行数据传输的通信协议。
它是USB接口的核心部分,负责规定了设备之间传输数据的格式、时序和流程等。
下面将详细介绍USB通讯协议的主要内容。
一、USB物理层USB物理层定义了传输介质的特性和接口的电气特性。
它规定了USB接口的引脚定义、电压和信号的时序等。
USB接口是一种通用的接口,可以连接各种不同类型的设备,因此物理层要能适配不同类型的传输介质和设备。
二、USB传输层USB传输层定义了USB通信中的数据传输方式和协议。
它包括以下几个方面的内容:1. 端点(Endpoint):USB设备通过端点来进行数据传输。
每一个USB接口都可以有多个输入端点和输出端点,它们分别用来接收和发送数据。
端点可以是控制端点、批量传输端点、中断传输端点或等时传输端点。
2. 端点描述符(Endpoint Descriptor):每个端点都要有一个对应的端点描述符,它包含了端点的特性和属性信息,包括端点的类型、方向、最大数据包大小等。
3. 传输类型:USB定义了多种数据传输方式,包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
每一种传输类型都有对应的传输协议和时序,用于实现数据的可靠传输。
三、USB协议层USB协议层定义了USB设备之间进行数据传输的规则和协议。
它包括以下几个方面:1. 控制传输:控制传输是USB通信中最基本的传输方式,用于设备之间的初始化和配置。
控制传输由设备请求和主机响应组成,通过控制传输可以发送命令和查询设备的状态信息。
2. 握手协议:USB通信中的数据传输是通过握手协议来进行的。
握手协议包括设备端点发送数据、主机端点接收数据和确认传输完成等步骤,用于确保数据的正确传输。
3. 帧结构:USB通信中的数据是按帧的形式进行传输的。
一帧包含了同步标记、包头、数据和CRC等字段。
USB通信协议转⾃0. 基本概念⼀个【传输】(控制、批量、中断、等时):由多个【事务】组成;⼀个【事务】(IN、OUT、SETUP):由⼀多个【Packet】组成。
USB数据在【主机软件】与【USB设备特定的端点】间被传输。
【主机软件】与【USB设备特定的端点】间的关联叫做【pipes】。
⼀个USB设备可以有多个管道(pipes)。
1. 包(Packet)包(Packet)是USB系统中信息传输的基本单元,所有数据都是经过打包后在总线上传输的。
数据在 USB总线上的传输以包为单位,包只能在帧内传输。
⾼速USB 总线的帧周期为125us,全速以及低速 USB 总线的帧周期为 1ms。
帧的起始由⼀个特定的包(SOF 包)表⽰,帧尾为 EOF。
EOF不是⼀个包,⽽是⼀种电平状态,EOF期间不允许有数据传输。
注意:虽然⾼速USB总线和全速/低速USB总线的帧周期不⼀样,但是SOF包中帧编号的增加速度是⼀样的,因为在⾼速USB系统中,SOF包中帧编号实际上取得是计数器的⾼11位,最低三位作为微帧编号没有使⽤,因此其帧编号的增加周期也为 1mS。
• USB总线上的情形是怎样的?• 包是USB总线上数据传输的最⼩单位,不能被打断或⼲扰,否则会引发错误。
若⼲个数据包组成⼀次事务传输,⼀次事务传输也不能打断,属于⼀次事务传输的⼏个包必须连续,不能跨帧完成。
⼀次传输由⼀次到多次事务传输构成,可以跨帧完成。
USB包由五部分组成,即同步字段(SYNC)、包标识符字段(PID)、数据字段、循环冗余校验字段(CRC)和包结尾字段(EOP),包的基本格式如下图:1.1 PID类型(即包类型)1.2 Token Packets此格式适⽤于IN、OUT、SETUP、PING。
PID 数据传输⽅向IN Device->HostOUT Host->DeviceSETUP Host->DevicePING Device->Host1.3 Start-of-Frame(SOF) PacketsSOF包由Host发送给Device。
Usb2.0的协议规范第1章绪论1.1 起因Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)的目的主要基于以下三方面考虑:(一)计算机与电话之间的连接:显然用计算机来进行计算机通信将是下一代计算机基本的应用。
机器和人们的数据交互流动需要一个广泛而又便宜的连通网络。
然而,由于目前产业间的相互独立发展,尚未建立统一标准,而USB则可以广泛的连接计算机和电话。
(二)易用性:众所周知,PC机的改装是极不灵活的。
对用户友好的图形化接口和一些软硬件机制的结合,加上新一代总线结构使得计算机的冲突大量减少,且易于改装。
但以终端用户的眼光来看,PC机的输入/输出,如串行/并行端口、键盘、鼠标、操纵杆接口等,均还没有达到即插即用的特性,USB正是在这种情况下问世的。
(三)端口扩充:外围设备的添加总是被相当有限的端口数目限制着。
缺少一个双向、价廉、与外设连接的中低速的总线,限制了外围设备(诸如电话/电传/调制解调器的适配器、扫描仪、键盘、PDA)的开发。
现有的连接只可对极少设备进行优化,对于PC机的新的功能部件的添加需定义一个新的接口来满足上述需要,USB就应运而生。
它是快速、双向、同步、动态连接且价格低廉的串行接口,可以满足PC机发展的现在和未来的需要。
1.2 USB规范的目标本书规范了USB的工业标准。
该规范介绍了USB的总线特点、协议内容、事务种类、总线管理、接口编程的设计,以及建立系统、制造外围设备所需的标准。
设计USB的目标就是使不同厂家所生产的设备可以在一个开放的体系下广泛的使用。
该规范改进了便携商务或家用电脑的现有体系结构,进而为系统生产商和外设开发商提供了足够的空间来创造多功能的产品和开发广阔的市场,并不必使用陈旧的接口,害怕失去兼容性。
1.3 适用对象·该规范主要面向外设开发商和系统生产商。
并且提供了许多有价值的信息给操作系统/BIOS/设备驱动平台、IHVS/ISVS适配器,以及各种计算机生产厂家使用。
usb hid协议USB HID协议。
USB HID(Human Interface Device)协议是一种用于连接计算机和外部设备的通信协议,它使得外部设备(如键盘、鼠标、游戏手柄等)可以与计算机进行数据交换。
USB HID协议的设计初衷是为了简化外部设备与计算机之间的通信,使得用户可以方便地使用各种外设设备,而无需安装繁琐的驱动程序。
在USB HID协议中,每个外部设备都有一个唯一的设备地址,通过这个地址,计算机可以识别并与设备进行通信。
同时,USB HID协议还规定了一系列的数据传输格式和通信规范,确保外部设备与计算机之间的数据交换能够顺利进行。
USB HID协议的数据传输主要分为输入和输出两种方式。
在输入数据传输中,外部设备将用户的操作信息(如按键、鼠标移动等)发送给计算机,而在输出数据传输中,计算机则向外部设备发送指令或数据。
通过这种方式,外部设备可以与计算机进行双向的数据交换,实现各种功能和操作。
除了数据传输格式和通信规范,USB HID协议还规定了设备描述符和报告描述符等内容。
设备描述符用于描述外部设备的基本信息,如设备类型、厂商信息、设备版本等,而报告描述符则用于描述外部设备的数据格式和通信协议,确保计算机可以正确地解析和处理外部设备发送的数据。
在实际应用中,USB HID协议被广泛应用于各种外部设备,如键盘、鼠标、游戏手柄、摄像头等。
通过USB HID协议,这些外部设备可以方便地与计算机进行通信,为用户提供更加便捷和高效的操作体验。
总的来说,USB HID协议作为一种通用的外部设备通信协议,为用户提供了便捷的外设设备使用体验,同时也为外部设备的设计和开发提供了统一的标准和规范。
通过遵循USB HID协议,外部设备可以更好地与计算机进行交互,为用户带来更加便捷和高效的操作体验。
USB接口通信的设计与实现USB(Universal Serial Bus)接口是一种广泛用于计算机和其他电子设备之间进行通信和数据传输的接口标准。
它具有插拔方便、传输速度快、能够供电等优点,被广泛应用于各种外设、手机、平板电脑等设备中。
本文将对USB接口通信的设计与实现进行详细介绍。
一、USB接口通信的设计原理1.物理层设计:USB接口通信的物理层采用差分传输方式,通过D+和D-两根数据线进行信号传输。
当D+和D-的电压差大于0.2V时,表示逻辑1;当电压差小于0.2V时,表示逻辑0。
通过调整差分电压的大小和方向,可以实现数据传输。
此外,USB接口还包括Vbus(供电线)、GND(地线)等。
2.逻辑层设计:USB接口通信的逻辑层采用分组传输方式,将数据分为多个包进行传输。
每个包包含同步头、数据包、校验包等部分。
主机通过发送Token包请求设备传输数据,设备收到请求后会返回ACK包表示接收成功,并进行数据传输。
传输过程中,主机和设备通过同步头和校验包来判断数据的正确性。
3.协议层设计:USB接口通信的协议层定义了主机和设备之间的通信规则。
USB协议分为控制传输、中断传输、批量传输和等时传输四个模式,每种模式有不同的传输带宽和延迟要求。
同时,USB协议还定义了设备描述符、配置描述符、接口描述符等数据结构,用于描述设备的功能和属性。
主机和设备通过解析这些描述符来获取设备的信息。
二、USB接口通信的实现步骤1.硬件设计:硬件设计主要包括USB接口的电路设计和PCB布线。
USB接口的电路设计需要根据USB接口的规范来设计电压调整器、差分电路和保护电路等部分。
PCB布线需要遵循规范,保证信号的传输质量和稳定性。
2.软件开发:软件开发主要包括设备端驱动程序和主机端应用程序的开发。
设备端驱动程序负责处理和响应主机的指令,实现数据的传输和处理。
主机端应用程序负责控制和管理设备,发送指令和接收数据。
在软件开发过程中,需要使用USB开发工具包来进行开发。
usb通信协议USB通信协议是一种计算机通信协议,也是一种硬件接口标准。
USB(Universal Serial Bus,通用串行总线)是一种用于计算机外围设备和计算机之间传输数据的接口标准。
其目的是使计算机和周边设备间进行快速的、可靠的、方便的数据传输,同时是一种热插拔、多设备、不需要电源适配器的传输接口。
USB通信协议定义了计算机和周边设备之间传输数据的方式,包括数据传输的时间顺序、电气定义、传输速率等等。
在USB接口上有四个信号线分别为VCC、D+、D-和GND,其中VCC 为电源线,D+和D-线是传输数据的差分信号线,GND是接地线。
USB通信协议分为两种模式:控制传输模式和基于数据包的传输模式。
控制传输模式用于管理和配置USB设备,而基于数据包的传输模式则用于传输数据。
在基于数据包的传输模式中,数据被分成多个数据包并传输到接收方,接收方再将这些数据包组合起来以恢复原始数据。
USB通信协议支持的传输速率从低速到超高速依次为1.5Mbps、12Mbps、480Mbps、5Gbps。
传输速率的选择由USB主机和外设商协商得出,从而保证数据传输的速率和可靠性。
最后,需要注意的是USB通信协议的实现需要操作系统的支持,因此在使用USB设备时需要安装相应的驱动程序。
同时,为了保证设备的兼容性,USB通信协议也要经过许多认证,以确保各种USB设备之间的互通性和稳定性。
总之,USB通信协议是一种重要的硬件接口标准,它为计算机和周边设备之间的数据传输提供了强大的保障。
有助于提高计算机和设备之间的数据传输速率和可靠性,也使得用户能够更方便、更快速地使用各种外围设备。