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USB接口常见问题_装备_主机

乖囧猫 2024-12-22 08:34:16 0

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关于USB接口的一些常见问题,知道还是比较有用的,拿来和大家分享:

1. USB 1.1和USB 2.0有何差异?

USB接口常见问题_装备_主机 智能

USB 2.0问世于2001年,是一种支持最高480Mbps数据传输率的外部总线。
USB 2.0是USB 1.1的扩展。
USB 2.0与USB 1.1兼容。
USB 2.0的电缆和连接器可用于USB 1.1设备。
但是,不是所有USB 1.1的电缆可用于USB 2.0设备。

2. 高速USB和USB 2.0有差异吗?哪一种说法是精确的?

高速USB和USB 2.0是有差异的。
差异在于USB 2.0是一种规范。
而“高速USB”仅指在USB 2.0规范中数据传输率为480Mbps的那部分。
某个设备可以是符合USB 2.0的设备,同时还可以是全速设备或低速设备。

3. USB设备与打算机的通信速率有多快?

USB 2.0支持低速、全速和高速三种速率,分别为1.5Mbps、12Mbps和480Mbps。

4. 什么是USB主机?

主机是USB分层式星型网络的根节点。
它掌握着总线,网络中的通信由USB主机启动。
USB协议哀求任何USB系统中必须有一个独立的主机。

5. 我听说过USB设备、外设和功能这些术语。
它们的差异是什么?如何精确利用这些术语?

USB规范对设备的字面定义比较模糊。
规范中的“USB设备”既可以是集线器,也可代表一种功能。
应利用“USB设备”取代“设备”,以避免不愿定性。
纵然声明了“USB设备”,有时候人们会把USB使能的设备称为“USB设备”。
由于术语利用的不一致,因此“外设”一词可能是较不随意马虎稠浊的说法。

USB规范中并未在定义列表中定义术语“外设”,但是在规范中该术语可与USB设备互换。
USB设备的USB认证检讨表也称为外设检讨表。

在USB规范中对功能的定义是指USB设备供应给主机的能力。

6. 一个主机可连接多少设备?

每个主机掌握器最多可连接127个设备。
一个主机可包含多个主机掌握器。
如果有根集线器和/或复合设备,则根据实在现办法,可能改变可用物理设备的总数。
集线器也作为总线上的设备,但集线器还会减少USB设备/外设上的可用接口。

7. 什么是USB集线器?

USB集线器是许可其他设备与其相连的一种USB设备,从而可以扩大网络。
集线器可通过总线供电或自供电。
总线供电的集线器无法向所有与其连接的USB设备供电,但是自供电的USB集线器可以。
由于USB设备可从USB集线器得到最小100mA和每个USB端口最大500mA的电流,总线供电的USB集线器最多可具有四个下贱设备。

8. 最多可同时连接多少个集线器?

在一根独立链上最多可连接5个集线器。

9. 是否存在拥有和掌握USB规范的组织?

存在的,便是USB开拓者论坛,也称为USB-IF。
其官方网站为http://www.usb.org,您可从中免费下载最新的USB规范。

10. 数据是如何通过USB协议传输的?

USB规范定义了四种不同的数据传输机制。

掌握传输

USB主机利用掌握传输向USB设备发送命令和讯问。
当列举USB设备时,掌握传输利用端点0(EP0),这样可逼迫所有USB设备支持EP0而无需考虑支持速率。
掌握包的最大容量为8、16、32或64字节。
低速USB设备中掌握传输的包长度必须为8字节,全速USB设备必须为64字节,而高速USB设备许可8、16、32或64字节。

中断传输

中断传输是USB设备向USB主机要求一定轮询速率的方法。
在列举过程中,USB设备向USB主机要求轮询韶光。
全速设备的最大轮询速率为每毫秒一次,低速设备为每10毫秒一次。
低速USB设备的最大数据负载为8字节,全速USB设备为64字节。
这使得全速USB设备的最大吞吐量为64KB/s,低速USB设备为800B/s。
确认中断传输可担保数据的传送。
如果传输包吸收失落败,则会重新发送。

批量传输

批量传输是设备传输大量数据的方法,但是不能担保会及时发送。
在总线安排传输时,批量传输的优先级最低。
当其他传输完成后,余下的带宽复位后将分配给批量传输。
与中断传输一样,确认批量传输可担保数据的传送。
只有全速和高速设备支持批量传输。
对付全速USB设备的端点而言,最大的原谅量可为8、16、32或64字节长度。
对付高速USB设备的端点而言,最大的原谅量可高达512字节长度。

同步传输

同步传输担保了传输速率。
全速同步传输每帧可发送1023字节的数据。
同步传输无需确认。
因此,同步包有可能并未投递。
同步传输的范例运用为音频/视频流,个中最主要的因此丢失包为代价保持视频和音频的进行。
全速USB设备的最大传输率为1023Kbps。

11. 什么是令牌包?

USB协议定义了四种类型的包:

帧起始

令牌

数据

握手

有三种不同的令牌包。

IN —— 关照USB设备,主机欲读取信息

OUT —— 关照USB设备,主机欲发送信息

Setup —— 关照设备,主机要进行掌握传输

12. 在通信中,USB协议如何检测缺点?

USB协议通过CRC(循环冗余校验)检测缺点。
CRC由SIE(串行接口引擎)完成,从而无需软件实行CRC并可减少软件开销。
令牌包为5位CRC,数据包为16位CRC。

13. 如果SIE吸收到已破坏的数据会怎么样?

如果包未能通过CRC检讨,SIE会丢弃该破坏的包,而无需软件参与。
并将设置缺点标志,解释吸收到的包已破坏。
SIE将不会对CRC值禁绝确的包进行确认。
对付中断、批量和掌握传输,如果未吸收到确认,主机会考试测验重新发送包。
这样,虽然不会因包的破坏而造成数据丢失,但是可能会遭遇较低的带宽利用率。

14. USB协议中的传输(transfer)和事务(transaction)有何差异?

传输是事务的凑集,事务是包的凑集。

15. 最大可发送多大的数据包?

这取决于所利用的传输类型。
全速USB设备的中断和批量传输的最大净负载为64字节,同步传输最多可传送1023字节。

16. 什么是列举过程?

USB主机通过列举过程可理解有新的USB设备与总线相连。
在运用开始前,主机向设备讯问各种信息,以确定设备的类型、载入设备所需的设备驱动程序以及设备的功率需求等。
在列举过程中,USB主机还为连接的设备分配地址。
在地址设定后,USB主机将与位于该地址的设备进行通信。
列举过程的终极任务之一是把设备设定为某一详细运行配置。
列举过程的详细内容在USB规范的9.1.2节中给出。

17. USB主机如何识别USB设备的速率?

USB主机在两根通信线(D+和D-)上均有弱下拉电阻。
如果设备要以全速模式运行,将会用较大的上拉电阻上拉D+。
如果设备要运行在低速模式下,则会上拉D-。
两种情形中的上拉电阻的标称值为1 kΩ。

18. USB主机如何对USB设备进行复位?

将D+和D-拉低至少10毫秒,USB主机就会对设备进行复位。
当D+和D-拉低韶光超过2.5微秒,USB设备就可认为已发生复位。
一旦USB设备检测到了复位,在USB主机移除复位后将立时进入默认状态。
该复位仅用于USB复位,不可复位掌握器。

19. 如果USB主机对某一USB设备发送复位命令,那么其他与之相连的USB设备是否也会被复位?

不会。
USB主机会哀求集线器只复位相连的某个特定USB设备。
如果USB主机复位集线器的话,那么与该集线器相连的所有设备都将被复位。

20. USB主机如何获取相连的USB设备名称?

已知USB设备的设备描述符中有许多字符串,个中一个便是制造商字符串。
如果已知这些字符串,USB主机就可以在列举过程中对其进行读取。

21. 什么是设备描述符?

设备描述符是描述各种关于相连设备信息的数据表,如制造商的厂商ID(VID)和产品ID(PID)。
设备描述符的完全内容可在USB规范的表9-8中获取。

22. 什么是VID和PID?

VID指的是厂商ID,PID指的是产品ID。
通过支付用度,USB-IF会发出VID。
USB-IF哀求每个厂商拥有自己的VID,以便发卖其产品。
当所利用的VID/PID不是惟一时,可能会发生法律和技能上的轇轕。

可从http://www.usb.org/developers/vendor/获取VID。

一旦购买了VID,制造商可自行决定如何在VID的范围内利用PID。

23. 我是否必须购买自己的VID? Microchip是否可付与其VID的从容许权?

Microchip有一套付与其VID从容许权的程序。
请访问www.microchip.com/usb内的支持与培训页面,理解关于如何获取带Microchip VID的PID的更多信息。

24. 我生产的每种设备都须要一个新的PID吗?

每条产品线的产品都须要一个新的PID。
产品线中相同的产品必须具有相同的PID。
如果产品线中的每一款产品均须要具有惟一的标识符,可采取设备描述符中的iSerialNumber字段惟一地标识各设备。

25. 当两个USB设备同时连接到USB主机上时,会产生冲突吗?

不会。
主机一次复位一个设备;并在完成当前设备的列举过程后,才开始调查下一个设备。

入门/工具

26. Microchip供应哪些用于USB的开拓工具?

更多关于各种USB开拓和评估平台的信息,可在“工具”页面得到。

27. 在哪里可以购买到样片、C编译器和工具等产品?

您可以在Microchip Direct (www.microchipdirect.com)上购买。

28. 可得到哪些种类的C编译器?

Microchip供应以下各种编译器:

PIC18F USB系列单片机 —— C18

PIC24F USB系列单片机 —— C30

PIC32MX USB系列单片机 —— C32

上述编译用具有两种版本:授权版和传授教化版。
关于传授教化版的限定,请参考各编译器干系文档。

29. 哪里可得到所有的软件?

关于USB的所有软件可在软件/工具处得到。

30. 哪里可找到无需修正或编译代码的评估用预编译演示文件?

USB固件v2.1以上的预编译演示文件可在“<INSTALL DIRECTORY>\USB – Precompiled Demos”目录下找到。
该目录下还有干系文档,解释运行演示时所需的硬件,如何加载固件到设备以及如何运行演示。

31. USB协议栈所需的资源有哪些?

因编译器、处理器系列、USB运行模式(主机、USB设备和OTG等)和所利用的USB类/功能等的不同,所须要的资源是不同的。
此外,不同的USB固件版本,所需资源也是不同的。

请参考各版本的版本解释,来估算各变量组合的不同大小。

USB设备/外设

32. USB集线器会降落设备运行速率吗?

USB集线器必须在帧结束前重新打算剩余韶光。
集线器造成的少量额外延迟将减少可用带宽。
如果多个设备连接到集线器且并行事情(如网络摄像头 + USB闪存存储器 + 鼠标)的话,USB带宽由所有设备共用。

33. Microchip支持哪些设备类?

目前,Microchip支持以下各种的USB设备版本:HID(人机接口设备 —— 键盘、游戏杆和鼠标等)、CDC(通信设备 —— 调制解调器和以太网适配器等)、MSD(大容量存储设备 —— U盘和移动硬盘等),以及定制设备类 —— 客户可针对其产品开拓专用的驱动程序。

更多关于所支持的设备类信息,请参考各软件版本的版本解释。

34. 两个集线器或两个USB设备之间的最大电缆长度为多少?

USB电缆的最大长度为5米。

35. “组合型”USB设备与“复合型”USB设备有何差异?

除一个或多个USB外设之外,“复合型”USB设备还有一个内置集线器,只需一根USB电缆就可把这一将所有功能集成到单个产品中的设备与主机相连。

“组合型”USB设备不该用集线器芯片
在单个外设中利用多个接口。
目前,Microchip的全速USB芯片可用于开拓组合型USB设备,而不能用于开拓复合型设备。

36. Microchip定制的USB驱动程序支持Windows Vista系统吗?

1.3版以上的版本包含已更新的驱动程序,可事情在Windows Vista操作系统上(32和64位版本均适用)。

37. USB设备的Vbus引脚上可通过的最大电容是多少?为什么?

USB连接器的Vbus引脚上的最大电容必须小于10uF。

这是为了限定设备通电时的浪涌电流。
限定浪涌电流的目的是为了限定向新连接设备的电容充电而导致的Vbus电压低落。
如果没有对热插拔设备的浪涌电流进行限定的话,新连接的设备可能会导致其他设备停滞事情。

如果运用中所需的电容值大于规范许可范围,那么将须要一个软启动电路将浪涌电流限定在规定值。

38. USB设备自供电时需把稳些什么?

设备自供电时,必须利用I/O引脚来检测电缆的连接。
只有USB主机驱动Vbus变为高电平后才能上拉D+或D-。

自启动设备的设置也必须与自启动同等。
如果配置描述符显示为自启动,那么对付设备的任何GET_STATUS要求也必须返回自启动。

39. 如果我想根据实际状态选择由总线供电或自供电的话,那么该如何指定配置描述符?

如果希望该设备为总线供电,那么纵然一段韶光为自供电,也必须声明其为总线供电设备。

GET_STATUS要求应将USB设备目前事情在自供电或总线供电下的信息精确地反馈给主机。

40. 在利用HID类时PC端无需任何文件支持,而为何在利用CDC时须要INF文件?

CDC类有许多其他子类规范。
主机须要知道应将哪些设备驱动程序载入连接的设备中。
该信息存放于.INF文件。
这便是说,当有新的CDC设备第一次与主机相连时,主机须要进行某些安装/设置过程。

USB嵌入式主机

41. 主机、嵌入式主机、受限主机和微型主机之间有何差异?

主机总是与能连接USB外设的PC机和条记本电脑相提并论。
完全的主机必须在Vbus端汲取500mA的电流,向所连接的外设供电。

嵌入式主机紧张在小型便携式设备中,如机顶盒和PDA等。
其在Vbus端汲取的最小电流仅为8mA。
由于存储器容量有限,只能存储有限的驱动程序,因此所连接的外设也是有限的。
与完全的主机不同,嵌入式主机无需载入不支持的设备驱动程序。
但是,须要关照用户连接了不支持的设备。

常日称嵌入式主机为“微型主机”或“受限主机”,实在都是指同一类型的设备。
嵌入式主机、微型主机或受限主机并未在USB规范或OTG补充中提及。
干系认证程序的过程提到了嵌入式主机。

42. Microchip是否供应完全U盘运用所需的全部协议栈?

是的。
Microchip供应USB海量存储类驱动程序、SCSI接口、FAT16/32格式软件和文件管理的运用示例。
干系固件可在Software/Tools上得到。

43. Microchip支持哪些设备类?

目前,嵌入式主机协议栈支持MSD(海量存储设备——U盘和移动硬盘等)和定制设备类——客户可针对他们的设备开拓专用的驱动程序。

关于软件支持的更多信息,请参考详细版本的版本解释。

44. 类似硬盘的高速外设可以连接到全速运行的主机上吗?

可以。
USB协议哀求所有全速通信和高速通信均作为全速通信启动,如果设备均支持高速,可向上扩展为高速。
如果个中一个设备只支持全速的话,通信将限于全速级别,即12 Mbps。

45. 那么是不是解释任何硬盘可事情在任何主机上?

不是。
硬盘为海量存储设备,并供应一些数据格式规定。
要使设备事情,与大略的互相识别不同,文件和接口协议必须匹配。
例如,U盘便是一种范例的海量存储运用。
但要使设备功能完好,必须具备USB类驱动程序、SCSI接口和FAT 16文件格式。

目前的USB嵌入式主机固件版本只支持FAT16文件格式。
FAT32还在开拓中。
不支持NTFS和其他文件系统。

46. 作为一个嵌入式主机,须要支持会话要求协议(SRP)和主机协商协议(HNP)吗?

嵌入式主机SRP是可选特性,不是必需的。
在大多数情形下,很可能无需这两种协议。
更多关于SRP的信息,请查看本FAQ的OTG部分。

由于嵌入式主机只能作为主机利用,而不能作为USB设备,因此不会支持HNP。
更多关于HNP的信息,请查看本FAQ的OTG部分。

USB On-The-Go(OTG)

47. 什么是OTG?为何开拓OTG?

OTG规范是原有USB规范的追加。
USB OTG对便携式设备进行定义,从一个设备只能有一个连接器到可与支持USB的产品相连而无需PC。
这使得移动设备能相互连接。
一个扮演嵌入式主机的角色,另一个作为USB设备利用,从而无需专为USB运用而准备PC。

48. 如果只想与USB设备(外设)对话,是否须要OTG产品?

如果设备只需与USB设备进行对话而不必与其他USB主机连接的话,该设备可以是嵌入式主机而无需为OTG产品(详情请参考上述嵌入式主机部分)。
如果设备须要与USB设备和USB主机连接的话,就须要利用OTG产品了。

49. USB OTG是否须要同时存在于两个产品中才能相互连接和运行?

不须要,USB OTG产品将连接至所有的PC,并且还具有主机功能可连接到其支持的特定USB外设。

50. 利用USB OTG是否就不须要PC了?

不是这样的。
实在,USB OTG补充了“广义PC”的观点,这一观点将PC置于广义数字设备天下的消费中央。
通过实现数字设备之间的基本功能,USB OTG提高了这些PC外设的能力,使其对消费者和公司用户更具代价。

51. 什么是主机协商协议(HNP)?

根据与其连接的电缆另一端是哪类设备,USB OTG设备可确定哪些是主机设备哪些是外设。
如果操作须要切换角色,HNP可供应角色切换机制,而无需移除和切换电缆终端。

52. 什么是会话要求协议(SRP)?

与其他USB主机不同,USB OTG设备在不该用时可从Vbus线上移除。
Vbus上电的韶光即为一次会话。
利用SRP的话,连接在OTG产品上的设备可要求开始一次新的会话。
在设备发出SRP旗子暗记后,OTG产品作为主机将从Vbus上电并与设备开始通信。

53. 当把两个USB OTG设备接插在一起时会怎么样?

当两个双重角色的设备通过电缆连接在一起时,电缆会设置默认主机和默认外设。
如果在运用中需对调两个设备的角色,那么通过主机协商协议(HNP)供应的握手功能可完成这一动作。
如果两个设备均不支持HNP,那么需通过反向连接电缆来知足设备所需的浸染。

54. OTG采取哪种连接器?

未量产的OTG设备须要利用微型A/B连接器。
这使得微型电缆的A或B端可进行连接。
把稳,不要把该连接器与用于USB设备的微型B连接器相稠浊。

55. 如果可作为嵌入式主机或USB设备(外设)而又不必在两者之间进行动态切换,这样可行吗?我须要利用何种连接器?

是的,这是可行的。
有两种方法可办理这一问题。

第一种办理方案是利用微型A/B连接器并对设备进行编程使其成为OTG设备。
由于SRP和HNP为可选特性,因此可以禁用。
这种方法的局限性是,具有A型连接器的USB设备,须要适配器以便与设备上的微型A/B审察连。

其余,设备可具有两个USB连接器。
每个连接器必须有独立的Vbus电路,不过可以共用D+和D-。
这种方法的局限性是,USB测试规范哀求用户利用的所有连接器必须同时起浸染。
但是,目前的USB设备只支持一个USB端口,因此不可能同时使两个连接器事情。
这就意味着必须实施某些机器特性,以便在任何韶光两个端口中只有一个可供给用。

USB认证

56. 每个Microchip USB单片机上USB-IF的外设硅片TID编号是多少?

USB符合性测试ID

产品系列 TID 编号

PIC18F2455/2458/2550/2553/4455/4458/4550/4553 40002568

PIC18F87J50/86J55/86J50/85J50/67J50/66J55/66J50/65J50 40000369

PIC24FJ256GB110/108/106, PIC24FJ192GB110/108/106,

PIC24FJ128 GB110/108/106, PIC24FJ 64GB110/108/106 40000566

PIC18F2450/4450 40000174

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