USB2.0與OTG規(guī)范及開(kāi)發(fā)指南

第1章 術(shù)語(yǔ)和縮寫(xiě)1
第2章 緒論9
2.1 動(dòng)因9
2.2 規(guī)范的目的9
2.3 文檔的范圍10
2.4 USB產(chǎn)品的兼容性10
2.5 文檔結(jié)構(gòu)10
第3章 背景11
3.1 通用串行總線(xiàn)的目標(biāo)11
3.2 應(yīng)用范圍的分類(lèi)11
3.3 特性12
第4章 結(jié)構(gòu)體系概述14
4.1 USB系統(tǒng)描述14
4.2 物理接口15
4.3 電源16
4.4 總線(xiàn)協(xié)議17
4.5 健壯性17
4.6 系統(tǒng)配置18
4.7 數(shù)據(jù)流類(lèi)型18
4.8 USB設(shè)備20
4.9 USB主機(jī)——硬件和軟件22
4.10 體系結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展22
第5章 USB數(shù)據(jù)流模型23
5.1 開(kāi)發(fā)人員的觀點(diǎn)23
5.2 總線(xiàn)拓?fù)?4
5.3 USB通信流27
5.3.1 設(shè)備端點(diǎn)29
5.3.2 管道30
5.3.3 幀和微型幀32
5.4 傳輸類(lèi)型32
5.4.1 控制傳輸33
5.4.2 同步傳輸38
5.4.3 中斷傳輸41
5.4.4 批量傳輸45
5.5 高速、高帶寬端點(diǎn)47
5.6 分離處理49
5.7 傳輸?shù)目偩€(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)49
5.7.1 傳輸管理50
5.7.2 處理跟蹤52
5.7.3 總線(xiàn)時(shí)間54
5.7.4 設(shè)備/軟件緩沖區(qū)大小55
5.7.5 總線(xiàn)帶寬的回收55
5.8 對(duì)同步傳輸?shù)奶貏e考慮55
5.8.1 非USB同步應(yīng)用的實(shí)例56
5.8.2 USB時(shí)鐘模型58
5.8.3 時(shí)鐘同步60
5.8.4 同步設(shè)備60
5.8.5 數(shù)據(jù)預(yù)緩沖66
5.8.6 SOF跟蹤67
5.8.7 錯(cuò)誤處理67
5.8.8 速率匹配的緩沖68
第6章 機(jī)械特性70
6.1 體系結(jié)構(gòu)概述70
6.1.1 可識(shí)別的連接器協(xié)議70
6.1.2 電纜組件71
6.2 連接器的機(jī)械配置和材料要求76
6.3 電纜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和材料要求87
6.4 電氣、機(jī)械和環(huán)境的一致標(biāo)準(zhǔn)91
6.5 USB接地95
6.6 PCB參考圖95
第7章 電氣規(guī)范99
7.1 信號(hào)規(guī)范99
7.1.1 USB驅(qū)動(dòng)器的特性101
7.1.2 數(shù)據(jù)信號(hào)的上升和下降、眼孔圖樣106
7.1.3 電纜時(shí)滯114
7.1.4 接收器特性114
7.1.5 設(shè)備的速度識(shí)別115
7.1.6 輸入特性117
7.1.7 信號(hào)電平119
7.1.8 數(shù)據(jù)的編碼/譯碼130
7.1.9 位填充130
7.1.10 SYNC結(jié)構(gòu)132
7.1.11 數(shù)據(jù)信號(hào)速率132
7.1.12 幀間隔133
7.1.13 數(shù)據(jù)源信號(hào)133
7.1.14 集線(xiàn)器的信號(hào)時(shí)序135
7.1.15 接收器的數(shù)據(jù)抖動(dòng)136
7.1.16 電纜延時(shí)138
7.1.17 電纜的衰減139
7.1.18 總線(xiàn)轉(zhuǎn)向時(shí)間和包間延時(shí)139
7.1.19 最大的端到端信號(hào)延時(shí)140
7.1.20 支持的測(cè)試模式141
7.2 功率分配142
7.2.1 設(shè)備類(lèi)型142
7.2.2 電壓降的預(yù)算146
7.2.3 掛起/恢復(fù)期間的電源控制147
7.2.4 動(dòng)態(tài)的插入和拔出148
7.3 物理層149
第8章 協(xié)議層160
8.1 字節(jié)/位的順序160
8.2 SYNC場(chǎng)160
8.3 包的場(chǎng)格式160
8.3.1 包的標(biāo)識(shí)符場(chǎng)160
8.3.2 設(shè)備地址場(chǎng)161
8.3.3 幀號(hào)碼場(chǎng)162
8.3.4 數(shù)據(jù)場(chǎng)162
8.3.5 循環(huán)冗余校驗(yàn)162
8.4 包的格式163
8.4.1 令牌包163
8.4.2 分離處理特殊令牌包164
8.4.3 幀開(kāi)始包167
8.4.4 數(shù)據(jù)包168
8.4.5 握手包168
8.4.6 握手響應(yīng)169
8.5 處理包序列171
8.5.1 通過(guò)PING流控制限制NAK176
8.5.2 批量處理179
8.5.3 控制傳輸183
8.5.4 中斷處理186
8.5.5 同步處理187
8.6 數(shù)據(jù)觸發(fā)同步和重試189
8.7 錯(cuò)誤的檢測(cè)和恢復(fù)192
第9章 USB設(shè)備的結(jié)構(gòu)195
9.1 USB設(shè)備狀態(tài)195
9.1.1 可見(jiàn)的設(shè)備狀態(tài)195
9.1.2 總線(xiàn)枚舉198
9.2 普通的USB設(shè)備操作198
9.2.1 動(dòng)態(tài)的連接和拔出198
9.2.2 地址分配199
9.2.3 配置199
9.2.4 數(shù)據(jù)傳輸199
9.2.5 功耗管理199
9.2.6 請(qǐng)求的處理200
9.2.7 請(qǐng)求錯(cuò)誤201
9.3 USB設(shè)備請(qǐng)求202
9.4 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備請(qǐng)求203
9.5 描述符211
9.6 標(biāo)準(zhǔn)USB描述符的定義212
9.6.1 設(shè)備212
9.6.2 設(shè)備限定符214
9.6.3 配置214
9.6.4 其他速度配置216
9.6.5 接口216
9.6.6 接口集合217
9.6.7 端點(diǎn)218
9.6.8 字符串221
9.7 設(shè)備類(lèi)型定義222
第10章 USB主機(jī)——硬件和軟件223
10.1 USB主機(jī)概述223
10.2 主機(jī)控制器的要求226
10.3 軟件機(jī)制概述229
10.4 主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序233
10.5 通用串行總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)程序233
10.5.1 USBD概述233
10.5.2 USBD命令機(jī)制的要求235
10.5.3 USBD的管道機(jī)制237
10.5.4 通過(guò)USBD機(jī)制管理USB238
10.5.5 傳遞USB的預(yù)啟動(dòng)控制到操作系統(tǒng)240
10.6 操作系統(tǒng)環(huán)境指南240
第11章 集線(xiàn)器規(guī)范
11.1 概述241
11.1.1 集線(xiàn)器的體系結(jié)構(gòu)241
11.1.2 集線(xiàn)器的連接242
11.2 集線(xiàn)器的幀/微型幀定時(shí)器243
11.2.1 高速微型幀定時(shí)器的范圍244
11.2.2 全速的幀定時(shí)器范圍244
11.2.3 幀/微型幀的定時(shí)器同步244
11.2.4 與幀抖動(dòng)相關(guān)的微型幀抖動(dòng)246
11.2.5 EOF1和EOF2定時(shí)點(diǎn)247
11.3 在幀結(jié)束處集線(xiàn)器的行為249
11.3.1 全速/低速最近的主機(jī)包249
11.3.2 無(wú)效的全速/低速包250
11.3.3 全速/低速處理的完成預(yù)報(bào)250
11.4 內(nèi)部端口251
11.5 下行端口252
11.5.1 下行端口的狀態(tài)描述253
11.5.2 斷開(kāi)連接檢測(cè)定時(shí)器257
11.5.3 端口指示燈257
11.6 上行端口259
11.6.1 全速259
11.6.2 高速259
11.6.3 接收機(jī)259
11.6.4 發(fā)送機(jī)262
11.7 集線(xiàn)器中繼器264
11.7.1 高速包連接264
11.7.2 集線(xiàn)器中繼器狀態(tài)機(jī)266
11.8 總線(xiàn)狀態(tài)的評(píng)估268
11.8.1 端口錯(cuò)誤268
11.8.2 速度檢測(cè)269
11.8.3 沖突269
11.8.4 低速端口的行為269
11.9 掛起和恢復(fù)270
11.10 集線(xiàn)器的復(fù)位行為272
11.11 集線(xiàn)器端口的電源控制272
11.12 集線(xiàn)器控制器274
11.12.1 端點(diǎn)的組成274
11.12.2 集線(xiàn)器的信息體系結(jié)構(gòu)和操作274
11.12.3 端口變化信息的處理275
11.12.4 集線(xiàn)器和端口狀態(tài)變化的位映像276
11.12.5 過(guò)電流報(bào)告和恢復(fù)277
11.12.6 枚舉處理277
11.13 集線(xiàn)器的配置277
11.14 處理轉(zhuǎn)換器279
11.14.1 概述279
11.14.2 處理轉(zhuǎn)換器的調(diào)度281
11.15 分離處理的符號(hào)信息282
11.16 公共的分離處理狀態(tài)機(jī)285
11.16.1 主機(jī)控制器狀態(tài)機(jī)285
11.16.2 處理轉(zhuǎn)換器狀態(tài)機(jī)288
11.17 批量/控制處理轉(zhuǎn)換器概述293
11.17.1 批量/控制分離處理序列294
11.17.2 批量/控制分離處理狀態(tài)機(jī)299
11.17.3 批量/控制序列305
11.17.4 批量/控制緩沖要求305
11.17.5 其他批量/控制細(xì)節(jié)305
11.17.6 批量/控制包串?dāng)_的處理306
11.18 周期性分離處理管道和緩沖器管理306
11.18.1 最好情況下的全速預(yù)算306
11.18.2 TT微型幀管道306
11.18.3 產(chǎn)生全速幀307
11.18.4 主機(jī)分離處理預(yù)設(shè)要求308
11.18.5 TT響應(yīng)的產(chǎn)生310
11.18.6 TT周期處理操作要求311
11.18.7 TT處理跟蹤312
11.18.8 TT完成分離處理狀態(tài)查找313
11.19 TT緩沖空間要求的大概值315
11.20 中斷處理轉(zhuǎn)換概述315
11.20.1 中斷分離處理序列315
11.20.2 中斷分離處理狀態(tài)機(jī)317
11.20.3 中斷OUT序列322
11.20.4 中斷IN序列323
11.21 同步處理轉(zhuǎn)換概述324
11.21.1 同步分離處理序列325
11.21.2 同步分離處理狀態(tài)機(jī)327
11.21.3 同步OUT序列331
11.21.4 同步IN序列332
11.22 TT錯(cuò)誤處理332
11.22.1 TT與HS SOF丟失同步333
11.22.2 TT幀和微型幀定時(shí)器的同步要求333
11.23 描述符335
11.23.1 集線(xiàn)器類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)描述符335
11.23.2 專(zhuān)用的類(lèi)描述符——集線(xiàn)器描述符345
11.24 請(qǐng)求347
11.24.1 標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求347
11.24.2 專(zhuān)用類(lèi)的請(qǐng)求347
第12章 OTG規(guī)范
12.1 簡(jiǎn)介363
12.2 重要特性363
12.3 機(jī)械特性365
12.3.1 介紹366
12.3.2 Mini連接器的配對(duì)366
12.3.3 顏色編碼366
12.3.4 設(shè)備、電纜和適配器的延時(shí)367
12.3.5 允許使用的連接器和電纜368
12.4 電氣要求385
12.4.1 A設(shè)備的電氣要求385
12.4.2 B設(shè)備的電氣要求387
12.4.3 會(huì)話(huà)請(qǐng)求協(xié)議388
12.4.4 電氣特性391
12.4.5 設(shè)備時(shí)序392
12.5 主機(jī)交換協(xié)議397
12.5.1 介紹397
12.5.2 描述的優(yōu)先權(quán)397
12.5.3 HNP概述397
12.5.4 OTG描述符399
12.5.5 SetFeature命令399
12.5.6 狀態(tài)機(jī)參數(shù)401
12.5.7 時(shí)序小結(jié)405
12.5.8 狀態(tài)圖406
附錄A處理舉例
A.1 批量/控制OUT和SETUP處理舉例413
A.2 批量/控制IN處理舉例437
A.3 中斷OUT處理舉例461
A.4 中斷IN處理舉例480
A.5 同步OUT分離處理舉例502
A.6 同步IN分離處理舉例511
附錄B關(guān)于狀態(tài)機(jī)的范例聲明
B.1 全局聲明524
B.2 主機(jī)控制器聲明527
B.3 處理轉(zhuǎn)換器聲明530
附錄C復(fù)位協(xié)議狀態(tài)圖表
C.1 下行口狀態(tài)圖536
C.2 上行口狀態(tài)圖538
附錄D相關(guān)芯片及開(kāi)發(fā)工具
D.1 PDIUSBD12——帶并行總線(xiàn)的USB接口器件542
D.2 ISP1581——高速USB接口器件543
D.3 ISP1161——USB主機(jī)控制器和設(shè)備控制器544
D.4 ISP1362/1363——USB OTG器件545
D.5 ISP1301——USB OTG器件546
D.6 USBbus 1.1分析儀 & USB Analyser 1.1軟件547
D.7 USBbus 2.0分析儀 & USB Analyser 2.0軟件548
D.8 PDIUSBD12大容量存儲(chǔ)器開(kāi)發(fā)板548
D.9 PDIUSBD12 SMART開(kāi)發(fā)板549
D.10 DP1581單片機(jī)與USB 2.0綜合仿真實(shí)驗(yàn)儀549