USB总线系统软件设计

关于USB总线系统软件设计方面的一些资料

USB设备的软件功能主要有两点：一是监视设备的状态，自动产生状态信息和用户命令信
息；一是完成主机与设备之间的USB总线通讯，自动处理主机的控制和查询命令。
前一功能与设备的具体工作方式有关，与一般非USB设备的实现方法大体一致。唯一的区
别是开发者需要预先定义设备所属的类别和使用的协议。原因是，USB协议将设备分为不
同的类型，每个设备类型都定义了类似功能设备的共同行为和协议。例如HID（Human
Interface
Device）人机接口设备主要指用于人控制计算机系统操作的器件，而电源设备（Power
Device）则被定位为HID的子系统之一。对设备进行分类是为了抹除不同硬件厂商之间的
差异，以便于主机（PC）对设备进行方便、统一的管理。相同类型的设备都由一组标准
定义的功能模块组成。这样主机与USB设备之间的通信就可以通过一些标准格式的数据包
来完成。USB开发者论坛发布了一系列USB设备的类型定义，并配以相应的使用说明。如
果开发者需要了解HID及其子类设备，可以查阅参考文献[2]、[3]。
开发者还应考虑的是主机的工作平台，比如Windows
98/NT、Unix等等，原因是不同的系统对不同的设备的支持程度不同。例如在Windows
98下，系统除了提供通用的USB设备的底层驱动以外，还单独提供了少数HID设备（如鼠
标）的完整驱动，也就是说，开发者如果想实现一个USB鼠标，是不需要在Windows
98下开发自己的驱动程序的，而如果是想实现一个USB手写板，就必须得在通用的底层驱
动基础上开发自己的设备驱动程序。所以设备类型的定义也直接影响着开发的难度和时
间。
后一个功能的实现较为困难。USB总线上传递的信息有两种：一是由数据线的差分信号传
递的三种包（令牌包、数据包和应答包）；一是经过定义的特殊的数据线信号，如复位
信号、唤醒信号和包结束（EOP）信号