USB开发步骤之标准篇

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(descriptors)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 request blocks)来实现数据的传送的。
在正式的介绍USB的驱动程序之前,先还是来看看USB的物理和逻辑结构。

传输方式
在USB的数据传送的方式下,有四种的传输方式:控制(Control)同步 (isochronous)中断(interrupt)大量(bulk)。如果你是从硬件开始来设计整个的系统,你还要正确选择传送的方式,而作为一个驱 动程序的书写者,就只需要弄清楚他是采用的什么工作方式就行了。
通常所有的传送方式下的主动权都在PC边,也就是host边。

控制(Control)方式传送：控制传送是双向传送，数据量通常较小。USB系统软 件用来主要进行查询、配置和给USB设备发送通用的命令。控制传送方式可以包括8、16、32和64字节的数据，这依赖于设备和传输速度。控制传输典型地 用在主计算机和USB外设之间的端点(Endpoint)0之间的传输，但是指定供应商的控制传输可能用到其它的端点。

同步(isochronous)方式传送：同步传 输提供了确定的带宽和间隔时间（latency)。它被用于时间严格并具有较强容错性的流数据传输，或者用于要求恒定的数据传送率的即时应用中。例如执行 即时通话的网络电话应用时，使用同步传输模式是很好的选择。同步数据要求确定的带宽值和确定的最大传送次数。对于同步传送来说，即时的数据传递比完美的精 度和数据的完整性更重要一些。

中断(interrupt)方式传送：中断方式传输主要用于定时查询设备是否有中断数 据要传送。设备的端点模式器的结构决定了它的查询频率，从1到255ms之间。这种传输方式典型的应用在少量的分散的、不可预测数据的传输。键盘、操纵杆 和鼠标就属于这一类型。中断方式传送是单向的并且对于host来说只有输入的方式。

大量(bulk)传送：主要应用在数据大量传送传送和接受数据上，同时又没有带宽和间隔时间要求的情况下，要求保证传输。打印机和扫描仪属于这种类型。这种类型的设备适合于传输非常慢和大量被延迟的传输，可以等到所有其它类型的数据的传送完成之后再传送和接收数据。

USB将其有效的带宽分成各个不同的