usb. uniwersalny interfejs szeregowy cała książka, ebooki [ Pobierz całość w formacie PDF ]
4
USB. Uniwersalny interfejs szeregowy
Transakcje izochroniczne (isochronous transactions) ............................................ 37
Transakcje kontrolne (control transactions) .......................................................... 39
2.3. Wykrywanie błędów i kontrola transmisji ............................................................. 41
Kontrola poprawności pakietów ............................................................................ 41
Ograniczenie czasowe oczekiwania na odpowiedź ............................................... 42
Przełączanie pakietów danych ............................................................................... 43
Praca normalna — synchronizacja nadawcy i odbiorcy ........................................ 44
Praca zakłócona — utrata synchronizacji nadawcy i odbiorcy
i odtworzenie synchronizacji .............................................................................. 44
Rozdział 3. Deskryptory w urządzeniach USB ..................................................... 47
3.1. Deskryptory w urządzeniach zgodnych z USB 1.x ................................................ 48
3.2. Deskryptory w urządzeniach zgodnych z USB 2.0 ................................................ 52
Rozdział 4. Wykrywanie i enumeracja urządzenia w systemie USB ..................... 55
4.1. Procedura enumeracji ............................................................................................ 55
4.2. Przełączanie segmentu USB na wysoką szybkość ................................................. 57
Rozdział 5. Kontrola urządzenia USB za pośrednictwem rozkazów standardowych ... 59
5.1. Etapy transferu kontrolnego .................................................................................. 60
Przekazanie rozkazu (Setup Stage) ........................................................................ 60
Przekazanie danych (Data Stage) .......................................................................... 61
Przekazanie statusu (Status Stage) ........................................................................ 62
5.2. Standardowe rozkazy USB .................................................................................... 62
Rozdział 6. Zasilanie urządzeń w systemie USB ................................................. 71
6.1. Dystrybucja zasilania w USB ................................................................................ 71
Hub zasilany z magistrali USB podłączony do portu o obciążalności 500 mA ..... 71
Hub z zasilaniem hybrydowym ............................................................................. 72
Hub całkowicie zasilany z zasilacza własnego ...................................................... 72
6.2. Zarządzanie zasilaniem w systemie USB .............................................................. 73
Urządzenie w stanie zawieszenia ........................................................................... 74
Wznowienie normalnej pracy urządzenia .............................................................. 74
Rozdział 7. Konfiguracja huba ........................................................................... 77
7.1. Deskryptor klasy hub ............................................................................................. 77
7.2. Charakterystyczne punkty końcowe i obsługa huba .............................................. 80
Zanik zasilania lub przeciążenie prądowe huba ..................................................... 81
Zmiana na porcie dolnym ...................................................................................... 83
Rozdział 8. Klasy urządzeń USB ........................................................................ 87
8.1. Klasa audio ............................................................................................................ 89
8.2. Klasa HID .............................................................................................................. 90
Rozkazy specyficzne dla klasy HID ...................................................................... 93
Interfejs inicjalizacyjny w urządzeniach klasy HID .............................................. 96
Rozdział 9. Oprogramowanie USB w hoście ....................................................... 97
9.1. Komponenty programowe USB ............................................................................. 99
Sterownik urządzenia ............................................................................................ 99
Sterownik USB .................................................................................................... 100
Sterownik host kontrolera .................................................................................... 100
Spis treści
5
9.2. Zarządzanie konfiguracją ..................................................................................... 101
Nadzór zasilania .................................................................................................. 101
Monitorowanie i przydział pasma ....................................................................... 102
9.3. Zarządzanie magistralą ........................................................................................ 103
9.4. Zarządzanie transferem danych ........................................................................... 103
Rozdział 10. Szczególne przypadki komunikacji w systemie USB 2.0 ................. 105
10.1. Protokół PING-NYET ....................................................................................... 105
10.2. Transakcja SPLIT .............................................................................................. 106
10.3. Komunikacja z szerokopasmowym punktem izochronicznym .......................... 107
10.4. Kodowanie pakietów wprowadzonych w USB 2.0 ............................................ 108
Rozdział 11. Interfejs USB w urządzeniach ........................................................ 111
Rozdział 12. Suplement On-The-Go do specyfikacji USB 2.0 .............................. 115
12.1. Właściwości mechaniczne i elektryczne łącza OTG .......................................... 116
12.2. Protokół SRP ..................................................................................................... 118
Warunki początkowe ......................................................................................... 119
Pulsowanie na linii danych ................................................................................ 119
Czas trwania SRP .............................................................................................. 120
Odpowiedź urządzenia A na SRP ...................................................................... 120
12.3. Protokół HNP .................................................................................................... 120
Deskryptor OTG ................................................................................................ 121
Literatura ..................................................................................... 123
Skorowidz ..................................................................................... 125
Rozdział 3.
Deskryptory
w urządzeniach USB
W systemie USB możliwa jest komunikacja z urządzeniami o różnych właściwościach
komunikacyjnych, przy czym właściwości komunikacyjne poszczególnych urządzeń
muszą być znane hostowi zarządzającemu pracą systemu. Dlatego też w każdym
urządzeniu USB znajduje się pełna informacja o sposobie komunikacji z urządzeniem
udostępniana podczas procesu enumeracji. Informacja ta przechowywana jest w de-
skryptorach, które są tablicami o ściśle określonej strukturze. Deskryptory urządzenia
USB tworzą hierarchiczną strukturę, na której wierzchołku znajduje się deskryptor
urządzenia, jak to przedstawiono na rysunku 3.1.
Rysunek 3.1.
Hierarchiczna
struktura deskryptorów
w urządzeniu USB
 48
USB. Uniwersalny interfejs szeregowy
3.1. Deskryptory w urządzeniach
zgodnych z USB 1.x
W każdym urządzeniu USB występuje tzw. deskryptor urządzenia (
device descriptor
),
który między innymi zawiera informację o liczbie konfiguracji dostępnych w urządze-
niu. W tabeli 3.1 przedstawiono znaczenie poszczególnych pól deskryptora urządzenia.
Każdą konfigurację z kolei opisuje oddzielny deskryptor konfiguracji (
configuration
descriptor
), który między innymi informuje o liczbie interfejsów przypisanych danej
konfiguracji. W tabeli 3.2 przedstawiono znaczenie poszczególnych pól deskryptora
konfiguracji. Każdy interfejs posiada własny deskryptor interfejsu (
interface desciptor
),
który między innymi określa liczbę punktów końcowych związanych z tym interfejsem.
W tabeli 3.3 przedstawiono znaczenie poszczególnych pól deskryptora interfejsu. Po-
dobnie, każdy punkt końcowy charakteryzowany jest przez oddzielny deskryptor punktu
końcowego (
endpoint descriptor
).
Tabela 3.1.
Deskryptor urządzenia
Numer
pola
Rozmiar pola
(liczba bajtów)
Nazwa pola
Znaczenie i wartość
Długość deskryptora
(
Descriptor Length
)
1
1
Liczba bajtów w deskryptorze urządzenia
Typ deskryptora
(
Descriptor Type
)
Stała określająca typ deskryptora.
Wartość 1 oznacza deskryptor urządzenia
2
1
Wersja USB
(
USB version #
)
Liczba w kodzie BCD określająca numer wersji
USB (np. 1.00)
3
2
Kod klasy, do której należy urządzenie USB.
Wartość pola równa 0 oznacza, że interfejsy
w ramach danej konfiguracji mają własne kody
klasy i działają niezależnie.
Wartość 256 oznacza, że mamy do czynienia
z urządzeniem specyficznym, którego klasa jest
określona przez producenta.
Klasa
(
Device Class
)
4
1
Podklasa
(
Device Subclass
)
Kod podklasy związany z kodem klasy urządzenia.
Jeżeli kod klasy = 0, to i kod podklasy = 0
5
1
Kod protokołu urządzenia.
Protokół może być zawiązany:
z daną klasą (podklasą) urządzenia i wtedy
jest zdefiniowany przez standard danej klasy
lub
określony przez producenta (wartość pola: 256).
Wartość pola równa 0 oznacza, że nie stosuje się
protokołu określonego przez klasę urządzenia,
jednak poszczególne interfejsy urządzenia mogą
wykorzystywać protokoły klas, do których należą
Protokół
(
Device Protocol
)
6
1
  [ Pobierz całość w formacie PDF ]