USB 2.0硬件設計

第1章 USB簡介
1.1 USB的發(fā)展史
1.1.1 規(guī)范的版本
1.1.2 USB 2.0
1.1.3 IEEE-1394
1.2 USB的優(yōu)點
1.2.1 容易使用
1.2.2 傳輸速度快
1.2.3 低價值
1.2.4 低能耗
1.2.5 穩(wěn)定性
1.2.6 操作系統(tǒng)的支持
1.2.7 外圍設備的支持
1.2.8 有彈性
1.2.9 USB實施者論壇
1.3 USB的缺點
1.3.1 缺乏對舊硬件的支持
1.3.2 點對點的通信
1.3.3 速度的限制
1.3.4 距離的限制
1.3.5 硬件的錯誤或故障
1.3.6 協(xié)議的復雜性
1.3.7 版權費
1.4 與其他接口的比較
1.5 PC的軟硬件要求
1.5.1 主機控制器
1.5.2 操作系統(tǒng)
1.5.3 組件
1.5.4 信道
1.5.5 連接端口
1.6 主機的功能
1.7 外圍設備的功能
1.8 傳輸速度
1.9 開發(fā)的流程
1.9.1 所需組件
1.9.2 開發(fā)工具
1.10 開發(fā)計劃的步驟
1.10.1 初步?jīng)Q定
1.10.2 檢測設備
1.10.3 交換數(shù)據(jù)
第2章 USB傳輸
2.1 傳輸?shù)幕A
2.1.1 配置
2.1.2 應用程序
2.1.3 數(shù)據(jù)的管理
2.1.4 總線速度
2.2 傳輸?shù)囊?br />2.2.1 設備的端點
2.2.2 管道
2.2.3 傳輸類型
2.2.4 消息管道與流管道
2.2.5 傳輸?shù)某跏蓟?br />2.3 事務
2.3.1 事務的相位
2.3.2 信息包的串行化
2.3.3 時間的限制
2.3.4 分割事務
2.4 聯(lián)絡信號
2.4.1 ACK
2.4.2 NAK
2.4.3 STALL
2.4.4 NYET
2.4.5 ERR
2.4.6 沒有響應
2.4.7 控制傳輸?shù)臓顟B(tài)
2.5 錯誤的檢驗
2.5.1 錯誤校驗位
2.5.2 數(shù)據(jù)交替位
2.6 控制傳輸
2.6.1 結構
2.6.2 信息包大小
2.6.3 傳輸速度
2.6.4 檢測錯誤
2.7 批量傳輸
2.7.1 結構
2.7.2 信息包大小
2.7.3 傳輸速度
2.7.4 檢測錯誤
2.8 中斷傳輸
2.8.1 結構
2.8.2 信息包大小
2.8.3 傳輸速度
2.8.4 檢測錯誤
2.9 實時傳輸
2.9.1 結構
2.9.2 信息包大小
2.9.3 傳輸速度
2.9.4 檢測錯誤
2.10 時間關鍵的傳輸
2.10.1 總線的帶寬
2.10.2 設備的能力
2.10.3 主機軟件的能力
2.10.4 Windows的延遲
第3章 檢測設備
3.1 檢測設備的過程
3.1.1 檢測的步驟
3.1.2 檢測集線器
3.1.3 移除設備
3.2 描述符
3.2.1 類型
3.2.2 設備描述符
3.2.3 Device_Qualifier描述符
3.2.4 配置描述符
3.2.5 Other_Speed_Configuration描述符
3.2.6 接口描述符
3.2.7 端點描述符
3.2.8 字符串描述符
3.3 USB 2.0兼容設備的描述符
第4章 控制傳輸
4.1 設置階段
4.1.1 令牌信息包
4.1.2 數(shù)據(jù)信息包
4.1.3 聯(lián)絡信息包
4.2 數(shù)據(jù)階段
4.2.1 令牌信息包
4.2.2 數(shù)據(jù)信息包
4.2.3 聯(lián)絡信息包
4.3 狀態(tài)階段
4.3.1 令牌信息包
4.3.2 數(shù)據(jù)信息包
4.3.3 聯(lián)絡信息包
4.4 檢測錯誤
4.5 要求
4.5.1 Clear Feature
4.5.2 Get_Configuration
4.5.3 Get_Descriptor
4.5.4 Get_Interface
4.5.5 Get_Status
4.5.6 Set_Address
4.5.7 Set_Configuration
4.5.8 Set_Descriptor
4.5.9 Set_Feature
4.5.10 Set_Interface
4.5.11 Synch_Frame
4.5.12 類別特定的要求
4.5.12 廠商特定的要求
第5章 USB控制器芯片
5.1 USB控制器的組件
5.1.1 USB連接端口
5.1.2 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
5.1.3 CPU
5.1.4 程序內存
5.1.5 數(shù)據(jù)存儲器
5.1.6 寄存器
5.1.7 其他接口
5.1.8 其他特性
5.2 芯片的結構
5.2.1 專為USB設計的芯片
5.2.2 與現(xiàn)有的芯片兼容
5.2.3 需要外部微處理器接口的芯片
5.2.4 芯片的文件
5.2.5 固件示例程序
5.2.6 驅動程序
5.2.7 調試工具
5.2.8 開發(fā)計劃的考慮
5.3 Cypress enCoRe
5.3.1 CPU結構
5.3.2 USB控制器
5.4 Cypress EZ-USB
5.4.1 CPU結構
5.4.2 USB控制器
5.5 Microchip PIC 16C7x5
5.5.1 結構
5.5.2 USB控制器
5.6 Netchip NET2888
5.6.1 結構
5.6.2 USB控制器
5.7 National Semiconductor USBN9603
5.7.1 結構
5.7.2 USB控制器
5.8 PhilipS Semiconductor PDIUSBD 11／12
5.8.1 結構
5.8.2 USB控制器
第6章 Cypress enCoRe控制器芯片
6.1 選擇適合的芯片
6.2 匯編語言編譯器
6.2.1 匯編程序的基礎
6.2.2 匯編語言碼
6.2.3 匯編語言編譯器的用法
6.3 C編譯器
6.3.1 C語言的優(yōu)點
6.3.2 C編譯器的用法
6.4 芯片的結構
6.4.1 特性與限制
6.4.2 芯片內部
6.4.3 內存
6.4.4 程序堆棧指針
6.4.5 數(shù)據(jù)堆棧指針
6.5 USB通信
6.5.1 設備地址
6.5.2 模式
6.5.3 端點狀態(tài)與控制
6.5.4 USB狀態(tài)與控制
6.6 其他I/O
6.6.1 一般用途的I/O
6.6.2 內部電路
6.6.3 中斷
6.6.4 SPI連接端口
6.6.5 PS／2接口
6.7 定時器的功能
6.7.1 執(zhí)行定時工作
6.7.2 測量時距
6.8 中斷的處理
6.8.1 中斷服務例程
6.8.2 GPIO中斷
6.8.3 USB端點中斷
6.8.4 計時器中斷
6.8.5 中斷狀態(tài)
6.9 CPU的狀態(tài)、控制與脈沖
6.9.1 暫停CPU
6.9.2 重置
6.9.3 選擇與控制脈沖
6.9.4 電源的管理
6.10 硬件的工作
6.11 固件的工作
6.11.1 端點0中斷
6.11.2 傳送數(shù)據(jù)給主機
6.11.3 從主機接收數(shù)據(jù)
6.11.4 處理中斷傳輸
6.11.5 其他的響應
6.12 硬件開發(fā)工具
6.12.1 平臺板
6.12.2 監(jiān)視/調試器
第7章 驅動程序
7.1 設備驅動程度
7.2 設備驅動程序的來源
7.2.1 標準設備類型
7.2.2 客戶化設備
7.3 設備驅動程序的執(zhí)行模式
7.4 Win32驅動程序模型
7.4.1 程序語言
7.5 分層的驅動程序
7.5.1 USB驅動程序層
7.5.2 函數(shù)驅動程序
7.5.3 總線驅動程序
7.6 通信的流程
7.6.1 用戶的角色
7.6.2 應用程序的角色
7.6.3 設備驅動程序的角色
7.6.4 集線器驅動程序的角色
7.6.5 總線類別驅動程序的角色
7.6.6 主機控制器驅動程序的角色
7.6.7 設備的角色
7.6.8 響應
7.6.9 通信的終結
7.7 驅動程序的類型
7.7.1 Windows提供的驅動程序
7.7.2 廠商提供的驅動程序
7.8 編寫客戶化的驅動程序
7.8.1 工具軟件
7.8.2 WinRT for USB
7.8.3 WinDriver USB
7.8.4 提供函數(shù)庫的工具軟件
7.9 Windows如何選擇驅動程序
7.9.1 .inf文件
7.9.2 注冊表
7.9.3 檢測特定的設備
7.9.4 檢測通用的設備
7.10 .inf文件簡介
7.10.1 語法
7.10.2 Version區(qū)段
7.10.3 ClassInstall區(qū)段
7.10.4 Manufacturer區(qū)段
7.10.5 DestinationDirs區(qū)段
7.10.6 Strings區(qū)段
7.10.7 HID的通用.inf文件
7.10.8 建立.inf文件的工具
7.10.9 使用.inf文件的技巧
第8章 設備類別
8.1 類別
8.1.1 類別規(guī)范
8.1.2 類別的定義
8.2 標準類型的設備
8.2.1 鍵盤、鼠標與游戲桿
8.2.2 大容量存儲設備
8.2.3 打印機
8.2.4 數(shù)碼相機與掃描儀
8.2.5 音頻
8.2.6 調制解調器
8.3 非標準類型的設備
8.3.1 以中等速度傳輸數(shù)據(jù)的設備
8.3.2 更新RS-232設備
8.3.3 POS設備
8.3.4 取代非標準并行端口設備
8.3.5 PC到PC的連接
8.3.6 無線連接
第9章 設備測試
9.1 USB測試工具
9.1.1 測試
9.1.2 HIDView
9.2 測試儀器
9.2.1 協(xié)議分析器
9.2.2 USB Expert的硬件
9.2.3 USB Expert的軟件
9.2.4 CATC Traffic Generator
9.2.5 Root 1 Test Adapter
9.3 測試與標志
9.3.1 USB實施者論壇合格計劃
9.3.2 校驗表
9.3.3 合格測試
9.3.4 USB標志
9.3.5 Windows硬件品質實驗室測試
9.3.6 驅動程序簽名
第10章 電源管理與信號編碼
10.1 電源的管理
10.1.1 電壓
10.1.2 可以使用總線電源的設備
10.1.3 電源要求
10.1.4 通知主機
10.2 集線器電源
10.2.1 電的來源
10.2.2 過流保護
10.2.3 電源開關
10.3 節(jié)省電能
10.3.1 全域與選擇掛起
10.3.2 掛起設備的限制
10.3.3 恢復通信
10.4 低速與全速的總線狀態(tài)
10.4.1 Differential 1與Differential 0狀態(tài)
10.4.2 Single-ended 0狀態(tài)
10.4.3 Single-ended 1狀態(tài)
10.4.4 Data J與K狀態(tài)
10.4.5 閑置狀態(tài)
10.4.6 恢復狀態(tài)
10.4.7 信息包開始
10.4.8 信息包結束
10.4.9 未連接狀態(tài)
10.4.10 連接狀態(tài)
10.4.11 重置狀態(tài)
10.5 高速的總線狀態(tài)
10.5.1 高速Differential 1與Differential 0狀態(tài)
10.5.2 高速Data J與K狀態(tài)
10.5.3 Chirp J與Chirp K
10.5.4 高速Squelch
10.5.5 高速閑置
10.5.6 高速信息包開始
10.5.7 高速信息包結束
10.5.8 高速未連接狀態(tài)
10.6 數(shù)據(jù)編碼
10.6.1 維持同步
10.6.2 位填充
10.6.3 SYNC字段
10.6.4 信息包結尾
10.6.5 時序正確性
10.7 信息包格式
10.7.1 SYNC字段
10.7.2 PID字段
10.7.3 地址字段
10.7.4 端點字段
10.7.5 幀號碼字段
10.7.6 數(shù)據(jù)字段
10.7.7 CRC字段
10.7.8 信息包間的延遲
10.8 測試模式
第11章 電路接口
11.1 接收器與信號
11.2 低速與全速接收器
11.3 高速接收器
11.3.1 電路
11.3.2 轉換速度
11.3.3 檢測高速設備的移除
11.3.4 高速的掛起與恢復
11.4 信號電壓
11.4.1 低速與全速
11.4.2 高速
11.5 電纜
11.5.1 連接器
11.5.2 可拆分的與捕獲性的電纜
11.5.3 電纜長度
11.6 信號的品質
11.6.1 噪聲
11.6.2 平衡線
11.6.3 雙絞線
11.6.4 邊緣速率
第12章 集線器
12.1 集線器的基礎
12.1.1 避免設備進入掛起狀態(tài)
12.1.2 可串聯(lián)的集線器數(shù)目
12.2 集線器中繼器
12.2.1 低速與全速的中繼器
12.2.2 高速的中繼器
12.3 事務轉換器
12.4 集線器控制器
12.5 速度
12.6 集線器類別
12.6.1 標準描述符
12.6.2 集線器描述符
12.6.3 標準要求
1216.4 集線器類別要求
12.6.5 連接端口指示器
第13章 HID設備
13.1 HID簡介
13.1.1 硬件要求
13.1.2 固件要求
13.2 HID的描述符
13.2.1 描述符的內容
13.2.2 HID類別描述符
13.2.3 報表描述符
13.3 HID特定要求
13.3.1 Get_Report
13.3.2 Set_Report
13.3.3 Get_Idle
13.3.4 Set_Idle
13.3.5 Get_Protocol
13.3.6 Set_Protocol
13.4 傳輸數(shù)據(jù)
13.4.1 傳送數(shù)據(jù)給主機
13.4.2 從主機接收數(shù)據(jù)
13.5 報表的結構
13.5.1 HID Descriptor Tool
13.5.2 短項目
13.5.3 長項目
13.6 Main項目類型
13.6.1 Input、Output與Feature項目
13.6.2 Collection與End Collection項目
13.7 Global項目類型
13.7.1 識別報表
13.7.2 數(shù)據(jù)的使用
13.7.3 轉換原始數(shù)據(jù)
13.7.4 數(shù)據(jù)的大小與格式
13.7.5 Global項目的儲存與恢復
13.8 Local項目類型
13.9 填充
13.10 實體描述符
第14章 HID程序設計
14.1 主機的通信
14.1.1 說明文件
14.1.2 HID函數(shù)
14.1.3 DirectX
14.2 調用API函數(shù)
14.2.1 使用Visual C++
14.2.2 使用Visual Basic
14.3 取得HID類別的GUID
14.3.1 使用Visual C++
14.3.2 使用Visual Basic
14.4 取得HID信息的結構數(shù)組
14.4.1 使用Visual C++
14.4.2 使用Visual Basic
14.4.3 詳解
14.5 識別HID接口
14.5.1 使用Visual C++
14.5.2 使用Visual Basic
14.5.3 詳解
14.6 取得設備的路徑
14.6.1 使用Visual C++
14.6.2 使用Visual Basic
14.7 取得設備的代號
14.7.1 使用Visual C++
14.7.2 使用Visual Basic
14.8 取得廠商與產(chǎn)品ID
14.8.1 使用Visual C++
14.8.2 使用Visual Basic
14.8.3 詳解
14.9 取得包含設備能力的緩沖區(qū)指針
14.9.1 使用Visual C++
14.9.2 使用Visual Basic
14.9.3 詳解
14.10 取得設備的能力
14.10.1 使用Visual C++
14.10.2 使用Visual Basic
14.10.3 詳解
14.11 取得數(shù)值的能力
14.12 傳送輸出報表給設備
14.12.1 使用Visual C++
14.12.2 使用Visual Basic
14.12.3 詳解
14.13 從設備讀取輸入報表
14.13.1 使用Visual C++
14.13.2 使用Visual Basic
14.13.3 詳解
14.14 使用重疊ReadFile讀取報表
14.14.1 使用Visual C++
14.14.2 使用Visual Basic
14.15 使用多線程的ReadFile讀取報表
14.15.1 使用Visual C++
14.15.2 使用Visual Basic
14.16 傳送特征報表給設備
14.16.1 使用Visual C++
14.16.2 使用Visual Basic
14.17 從設備讀取特征報表
14.17.1 使用Visual C++
14.17.2 使用Visual Basic
14.18 關閉通信
14.18.1 使用Visual C++
14.18.2 使用Visual Basic
附錄A USB參考資料