USB技術及應用設計

第1章 USB簡介                  
 1.1 舊系統(tǒng)的缺點                  
 1.1.1 很難與電話互聯(lián)                  
 1.1.2 操作不使用不便                  
 1.1.3 系統(tǒng)擴展性差                  
 1.2 USB的優(yōu)缺點                  
 1.2.1 實用性                  
 1.2.2 數(shù)據(jù)傳輸                  
 1.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)                  
 1.2.4 低功耗設計                  
 1.2.5 系統(tǒng)兼容性                  
 1.2.6 體系結(jié)構(gòu)的擴充性                  
 1.2.7 軟件驅(qū)動                  
 1.3 USB各組件簡介                  
 1.3.1 USB連線                  
 1.3.2 USB集線路                  
 1.3.3 功能部件                  
 1.4 USB主機                  
 1.5 USB與RS-232的比較                  
 1.5.1 物理連接                  
 1.5.2 傳輸時序                  
 1.5.3 驅(qū)動程序                  
 1.6 USB與IEEE-1394的比較                  
 1.7 USB的主要應用                  
 1.7.1 應用范圍                  
 1.7.2 與計算機相關的典型應用                  
 1.7.3 與計算機無關的典型應用                  
 1.8 USB規(guī)范簡介                  
 1.8.1 USB基本規(guī)范                  
 1.8.2 USB設備類規(guī)范                  
 1.8.3 USB主機控制器規(guī)范                  
 1.9 USB技術的拓展                  
 1.9.1 PoweredUSB                  
 1.9.2 ExtremeUSB                  
 1.10 3種數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋容^                  
 1.10.1 異步數(shù)據(jù)傳輸                  
 1.10.2 同步數(shù)據(jù)傳輸                  
 1.10.3 實時數(shù)據(jù)傳輸                  
 1.11 本書內(nèi)容簡介                  
 第2章 USB 1.1結(jié)構(gòu)和屬性                  
 2.1 拓撲結(jié)構(gòu)                  
 2.1.1 USB主機                  
 2.1.2 USB設備                  
 2.1.3 USB集線器                  
 2.2 USB連接器                  
 2.3 USB電纜                  
 2.4 電氣特性                  
 2.4.1 電壓和電流                  
 2.4.2 延時                  
 2.5 信號特性                  
 2.5.1 信號線狀態(tài)                  
 2.5.2 信號傳輸?shù)捻樞?nbsp;                 
 2.5.3 位編碼. 解碼和同步的方法                  
 2.5.4 位填充                  
 2.6 傳輸類型                  
 2.7 傳輸速率                  
 2.8 系統(tǒng)連接                  
 2.9 系統(tǒng)供電                  
 第3章 USB通信原理                  
 3.1 通信的結(jié)構(gòu)                  
 3.2 傳輸?shù)幕締卧?nbsp;                 
 3.2.1 編碼方式                  
 3.2.2 包的組成                  
 3.2.3 包的類型                  
 3.3 事務處理                  
 3.3.1 輸入（IN）事務處理                  
 3.3.2 輸出（OUT）事務處理                  
 3.3.3 設置（SETUP）事務處理                  
 3.3.4 幀起始（SOF）事務處理                  
 3.3.5 幀結(jié)尾（EOF）事務處理                  
 3.3.6 低速事務處理                  
 3.3.7 事務處理的特點                  
 3.4 幀                  
 3.4.1 幀的定義                  
 3.4.2 幀起始（SOF）                  
 3.5 數(shù)據(jù)傳輸                  
 3.6 批量傳輸                  
 3.6.1 批量傳輸?shù)氖聞仗幚磉^程                  
 3.6.2 批量傳輸?shù)奶匦?nbsp;                 
 3.6.3 批量傳輸中數(shù)據(jù)的格式                  
 3.6.4 批量傳輸管道的方向性                  
 3.6.5 批量傳輸對包長度的限制                  
 3.6.6 批量傳輸對總線訪問的限制                  
 3.7 中斷傳輸                  
 3.7.1 中斷傳輸?shù)氖聞仗幚磉^程                  
 3.7.2 中斷傳輸?shù)奶攸c                  
 3.7.3 中斷傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式                  
 3.7.4 中斷傳輸?shù)姆较?nbsp;                 
 3.7.5 中斷傳輸對包的長度的限制                  
 3.7.6 中斷傳輸對總線訪問的限制                  
 3.8 控制傳輸                  
 3.8.1 控制傳輸?shù)倪^程                  
 3.8.2 控制傳輸?shù)奶攸c                  
 3.8.3 控制傳輸類型的數(shù)據(jù)格式                  
 3.8.4 控制傳輸?shù)姆较?nbsp;                 
 3.8.5 控制傳輸?shù)拇笮〉南拗?nbsp;                 
 3.8.6 控制傳輸?shù)目偩€訪問的限制                  
 3.8.7 控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)順序                  
 3.9 實時傳輸                  
 3.9.1 實時傳輸?shù)奶攸c                  
 3.9.2 實時傳輸?shù)氖聞仗幚磉^程                  
 3.9.3 實時傳輸?shù)奶攸c                  
 3.9.4 實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式                  
 3.9.5 實時傳輸?shù)姆较?nbsp;                 
 3.9.6 實時傳輸中的包的大小的限制                  
 3.9.7 實時傳輸?shù)目偩€限制                  
 3.10 傳輸類型與事務處理的關系                  
 3.10.1 批量傳輸與事務處理的關系                  
 3.10.2 中斷傳輸與事務處理的關系                  
 3.10.3 實時傳輸和事務處理的關系                  
 3.10.4  控制傳輸和事務處理的關系                  
 3.11 USB通信的健壯性                  
 3.11.1 數(shù)據(jù)傳輸中的同步                  
 3.11.2 錯誤檢測和恢復                  
 3.12 USB帶寬計算                  
 3.13 USB通信的特點                  
 第4章 USB設備                  
 4.1 USB設備物理結(jié)構(gòu)                  
 4.2 USB設備邏輯結(jié)構(gòu)                  
 4.3 USB設備分類                  
 4.3.1 標準類型USB設備                  
 4.3.2 非標準類型USB設備                  
 4.3.3 對類和廠產(chǎn)提供功能的選擇                  
 4.4 USB描述符                  
 4.4.1 USB描述符的格式                  
 4.4.2 USB標準描述符                  
 4.4.3 USB設備類特定描述符                  
 4.4.4 USB廠商特定描述符                  
 4.5 USB命令                  
 4.5.1 USB命令的結(jié)構(gòu)                  
 4.5.2 標準命令                  
 4.5.3 非標準的USB命令                  
 4.6 設備的狀態(tài)機                  
 4.7 設備的配置和管理                  
 4.7.1 總線枚舉                  
 4.7.2 設備類配置                  
 4.7.3 定位相關設備驅(qū)動程序                  
 4.7.4 設備拔下                  
 第5章 USB集線器                  
 5.1 USB集線器的結(jié)構(gòu)                  
 5.1.1 集線器的外部結(jié)構(gòu)                  
 5.1.2 集線器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)                  
 5.2 USB集線器功能描述                  
 5.2.1 設備擴展                  
 5.2.2 電源管理                  
 5.2.3 錯誤診斷和恢復                  
 5.2.4 全速/低速設備支持                  
 5.2.5 對設備連接/斷開的處理                  
 5.2.6 集線器的掛起和恢復功能                  
 5.3 USB集線器數(shù)據(jù)流處理                  
 5.4 USB集線器設備類                  
 5.4.1 集線器的描述符                  
 5.4.2 集線器支持的命令                  
 第6章 USB主機                  
 6.1 USB主機概況                  
 6.1.1 USB主機端構(gòu)成                  
 6.1.2 主機與設備接口的通信                  
 6.2 主機控制器                  
 6.2.1 主機控制器結(jié)構(gòu)                  
 6.2.2 主機控制器功能                  
 6.3 主機端軟件                  
 6.3.1 USB主機端軟件結(jié)構(gòu)                  
 6.3.2 軟件的功能                   
 6.3.3 主機控制器驅(qū)動程序（HCD）                  
 6.3.4 USB驅(qū)動（USBD）                  
 第7章 USB 1.1 HC規(guī)范                  
 7.1 OHCI規(guī)范                  
 7.1.1 OHCI的結(jié)構(gòu)                  
 7.1.2 對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析                  
 7.1.3 對控制器驅(qū)動程序的分析                  
 7.1.4 對控制器硬件的功能的分析                  
 7.1.5 OHCI的寄存器信息                  
 7.2 UHCI規(guī)范                  
 7.2.1 UHCI數(shù)據(jù)傳輸簡介                  
 7.2.2 UHCI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡介                  
 7.2.3 UHCI在帶寬分配                  
 7.2.4 UHCI根集線器                  
 7.2.5 UHCI控制器寄存器                  
 7.2.6 UHCI PCI配置寄存器                  
 7.3 OHCI與UHCI的比較                  
 第8章 USB系統(tǒng)開發(fā)                  
 8.1 硬件結(jié)構(gòu)                  
 8.2 硬件器件介紹                  
 8.2.1 主機控制器                  
 8.2.2 集線器                  
 8.2.3 USB接口器件                  
 8.2.4 USB控制器                  
 8.2.5 USB電源管理                  
 8.2.6 特殊功能的USB器件                  
 8.3 軟件結(jié)構(gòu)                  
 8.4 設計開發(fā)過程                  
 8.4.1 USB設備開發(fā)過程                  
 8.4.2 USB主機開發(fā)過程                  
 8.5 USB測試工具簡介                  
 第9章 USB設備開發(fā)示例                  
 9.1 系統(tǒng)分析                   
 9.1.1 PDIUSBD11硬件介紹                  
 9.1.2 PS/2接口簡介                  
 9.2 硬件設計                  
 9.3 軟件設計                  
 9.3.1 軟件結(jié)構(gòu)                  
 9.3.2 PS2-USB設備通信管道                  
 9.3.3 PS2-USB設備描述符定義                  
 9.3.4 PS2-USB設備支持的請求                  
 9.3.5 PS2-USB軟件流程圖描述                  
 9.4 系統(tǒng)集成與測試                  
 9.4.1 測試環(huán)境                  
 9.4.2 測試內(nèi)容                  
 第10章 USB主機開發(fā)示例                  
 10.1 SL811HS簡介                  
 10.1.1 SL811HS特點                  
 10.1.2 SL811HS結(jié)構(gòu)                  
 10.1.3 SL811HS寄存器                  
 10.2 硬件設計                  
 10.2.1 CPU選擇                  
 10.2.2 RAM/ROM選擇                  
 10.2.3 USB接口                  
 10.3 軟件設計                  
 10.3.1 SL811HS HC驅(qū)動程序（HCD）結(jié)構(gòu)                  
 10.3.2 USBD接口模塊                  
 10.3.3 SL811HS讀寫操作模塊                  
 10.3.4 HCD初始化模塊                  
 10.3.5 根集線器模塊                  
 10.3.6 數(shù)據(jù)傳輸模塊                  
 10.3.7 中斷管理模塊                   
 10.3.8 USBD                  
 10.3.9 集線器及其他設備驅(qū)動程序                  
 10.4 系統(tǒng)測試                  
 10.4.1 測試環(huán)境                  
 10.4.2 測試步驟                  
 10.4.3 測試設備                  
 10.4.4 HC/HCD測試                  
 10.4.5 USBD測試                  
 10.4.6 集線器驅(qū)動程序測試                  
 10.4.7 其他設備驅(qū)動程序測試                  
 第11章 Linux USB子系統(tǒng)                  
 11.1 USB系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)                  
 11.1.1 USB協(xié)議的設計思想                  
 11.1.2 USB系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)                  
 11.1.3 主機端和設備端的軟件結(jié)構(gòu)的比較                  
 11.1.4 主機端的軟件結(jié)構(gòu)                  
 11.2 Linux中USB子系統(tǒng)                  
 11.2.1 USB子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)                  
 11.2.2 USB文件系統(tǒng)                  
 11.2.3 USB的代碼文件結(jié)構(gòu)                  
 11.3 對USB內(nèi)核的分析                  
 11.3.1 主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)                  
 11.3.2 對USB內(nèi)核所提供的功能                  
 11.4 對HC驅(qū)動的支持                  
 11.4.1 HCD的實現(xiàn)思路                  
 11.4.2 OHC Driver的實現(xiàn)                  
 11.5 USB客戶端驅(qū)動程序的分析                  
 11.5.1 對集線器的驅(qū)動程序的分析                   
 11.5.2 對打印機的驅(qū)動程序的分析                  
 第12章 USB 2.0 簡介                  
 12.1 USB 2.0物理結(jié)構(gòu)                  
 12.1.1 總線拓撲結(jié)構(gòu)                  
 12.1.2 系統(tǒng)物理連線                  
 12.1.3 數(shù)據(jù)傳輸                  
 12.1.4 USB 2.0標志                  
 12.1.5 USB 2.0系統(tǒng)組件                  
 12.1.6 USB 2.0應用                  
 12.2 USB 2.0電氣信號特證                  
 12.2.1 數(shù)據(jù)編碼                  
 12.2.2 數(shù)據(jù)幀                  
 12.2.3 高速設備檢測                  
 12.3 USB 2.0 數(shù)據(jù)傳輸                  
 12.3.1 數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議                  
 12.3.2 高速傳輸帶寬                  
 12.4 USB 2.0 主機                   
 12.5 USB 2.0設備                  
 12.5.1 設備限定描述符                  
 12.5.2 其他速度配置描述符                  
 12.5.3 端點描述符                  
 12.6 USB 2.0命令（請求字）                  
 12.7 USB 2.0集線器                  
 12.7.1 USB 2.0集線器結(jié)構(gòu)                  
 12.7.2 事務處理轉(zhuǎn)換模塊（TT）                  
 12.7.3 USB 2.0集線器標準描述符                  
 12.7.4 USB 2.0集線器描述符                  
 12.7.5 USB 2.0集線器命令                  
 12.8 USB 2.0器件                  
 12.9 USB 2.0測試工具                  
 第13章 EHCI簡介                  
 13.1 EHCI結(jié)構(gòu)簡介                  
 13.2 EHCI接口描述                  
 13.2.1 EHCI調(diào)度數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)                  
 13.2.2 EHCI根集線器                  
 13.2.3 EHCI PCI配置寄存器                  
 13.2.4 EHCI HC性能寄存器                   
 13.2.5 EHCI HC操作寄存器                  
 13.3 EHCI數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)                  
 13.3.1 EHCI周期性幀列表                  
 13.3.2 EHCI異步幀列表                  
 13.3.3 實時（高速）傳輸描述符（iTD）                  
 13.3.4 SPLIT事務處理實時傳輸描述符 （siTD）                  
 13.3.5 隊列單元傳輸描述符（qTD）                  
 13.3.6 隊列頭（QH）                  
 13.3.7 周期幀跨度節(jié)點FSTN                  
 第14章 USB OTG簡介                  
 14.1 USB OTG應用                  
 14.2 USB OTG機械特性                  
 14.3 USB集線器支持                  
 14.4 USB OTG外接電阻                  
 14.4.1 A設備                  
 14.4.2 B設備                  
 14.5 A設備與B設備的事件與狀圖                  
 14.5.1 A設備事件                  
 14.5.2 B設備事件                  
 14.5.3 A設備狀態(tài)圖                  
 14.5.4 B設備狀態(tài)圖                  
 14.6 會話請求協(xié)議                  
 14.6.1 SRP電壓                  
 14.6.2 SRP狀態(tài)轉(zhuǎn)換                  
 14.7 主機協(xié)商協(xié)議                  
 14.8 USB OTG描述符                  
 14.9 USB OTG請求                  
 14.9.1 b_hnp_support                  
 14.9.2 a_hnp_support                  
 14.9.3 a_alt_hnp_support                  
 14.10 USB OTG結(jié)構(gòu)                  
 14.11 USB OTG設計示例                  
 14.11.1 硬件結(jié)構(gòu)                  
 14.11.2 Vbus門檻電壓實現(xiàn)                  
 14.11.3 設備接口實現(xiàn)                  
 14.11.4 Vbus過流診斷                  
 14.11.5 Vbus控制                  
 附錄A HID類規(guī)范                  
 附錄B 縮寫及中英文對照                  
 附錄C 參考文獻及相關網(wǎng)址                  
 附錄D USB語言ID（Language Identifier)