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第1章 USB基础知识1

1.1 快速的发展过程1

目录1

1.2 USB的优势3

1.2.1 真正的即插即用3

1.2.2 速度的提升4

1.2.3 其他方面4

1.3 重要的概念5

1.3.1 “智能化”的接口简析5

1.3.2 “主机”的概念6

1.3.3 USB的端口8

1.3.4 “Function”的意义8

1.4 USB的局限性9

1.4.1 功能的局限性9

1.3.5 “Hub”的意义9

1.3.6 “Device”的意义9

1.4.2 开发的难度10

1.5 本章小结11

第2章 如何着手USB的开发工作12

2.1 USB结构简介12

2.1.1 USB的总线结构（物理结构）12

2.1.2 USB的逻辑结构13

2.2.1 主机14

2.2 必要的准备工作14

2.2.2 开发过程中应考虑的问题16

2.2.3 必要设备的准备18

2.2.4 开发工作流程18

2.2.5 最后的考虑19

2.3 关于开发者论坛20

2.4 本章小结20

3.1.1 通常概念意义下的集线器21

第3章 集线器21

3.1 USB集线器21

3.1.2 USB中的集线器（Hub）概念22

3.2 Hub的体系结构22

3.2.1 连接的重续23

3.2.2 Hub的错误恢复机制24

3.3 Hub的数据帧与微帧的计时器24

3.3.1 高速模式下微帧的计时范围24

3.3.2 全速模式下帧的计时范围25

3.3.3 帧／微帧的计时同步机制25

3.4 主机在帧结束时的行为29

3.4.1 全／低速模式下最晚发出的主机数据包29

3.4.2 全7氐速模式下的无效包29

3.4.3 全／低速下对事务处理完成时间的预测29

3.5 内部端口30

3.6 下游端口31

3.6.1 下游端口状态的描述33

3.6.2 连接断开的侦测35

3.6.3 端口指示灯36

3.7 上游端口36

3.7.1 全速37

3.7.2 高速37

3.7.3 接收器37

3.7.4 发送器37

3.8 集线器中继器37

3.9 集线器控制器38

3.9.1 端点的组织结构38

3.9.2 Hub的消息体系结构和操作38

3.9.3 端口改变信息的处理39

3.9.4 集线器和端口的状态改变位图39

3.9.5 过流报告和恢复40

3.10 集线器的设置41

3.9.6 对于设备检测的控制41

3.11 事务处理转译器（TransactionTranslator）42

3.11.1 综述42

3.11.2 数据处理时序44

3.12 本章小结45

第4章 设备检测46

4.1 概述46

4.2 FX2的设备列举过程47

4.2.1 FX2列举的特点47

4.2.2 FX2的启动模式48

4.2.3 FX2的“默认的USB设备”48

4.2.4 EEPROM启动导入数据的格式49

4.2.5 关于RENUM位51

4.2.6 FX2对设备请求的回应（RENUM=0）51

4.2.7 FX2中用于固件下载的制造商请求52

4.2.8 重新列举（ReNumerates）53

4.2.9 初始化下载的过程54

4.3 USB2.0中对于列举的规定54

4.3.1 列举过程设备经历的状态54

4.3.2 总线列举要经历的步骤56

4.3.3 总线列举过程中要用到的描述符56

4.4 本章小结64

第5章 控制传输66

5.1 基本理论66

5.1.1 设置阶段67

5.1.2 数据阶段72

5.1.3 状态阶段73

5.1.4 错误处理74

5.1.5 11种标准请求75

5.1.6 类特定请求83

5.2.2 控制端点EP084

5.2.1 简介84

5.2 实际应用84

5.1.7 供应商特定请求84

5.2.3 USB请求87

5.3 本章小结102

第6章 数据传输方式103

6.1 控制传输104

6.1.1 数据格式104

6.1.2 包大小的限制106

6.1.3 总线访问限制107

6.1.4 控制传输的数据顺序和错误的检测处理109

6.2 批量传输109

6.2.1 数据格式110

6.2.2 数据包大小的限制111

6.2.3 总线访问限制111

6.2.4 数据顺序和错误检测112

6.3 中断传输112

6.3.3 总线访问限制113

6.3.1 数据格式113

6.3.2 包大小限制113

6.3.4 数据顺序和错误检测115

6.4 等时传输115

6.4.1 数据格式116

6.4.2 数据包大小限制117

6.4.3 总线访问限制117

6.4.4 错误检测118

6.5 本章小结118

第7章 机械特性119

7.1 综述119

7.2 内建的连接器的协议119

7.3 线缆120

7.4 线缆组件120

7.4.1 标准的可分离的线缆组合120

7.4.2 高／全速的束缚型的线缆组合122

7.4.4 被禁止的线缆组合123

7.4.3 低速的束缚型线缆组合123

7.5 USB连接器的终端数据124

7.6 线缆的机械构造和材料需求124

7.7 关于USB的电气特性125

7.8 信号125

7.8.1 高速信号的概述125

7.8.2 USB驱动器特性127

7.8.3 高速接收器的特性128

7.9 设备速度的检测128

7.9.1 全／低速设备速度的检测128

7.9.2 高速设备的检测129

7.10 输入特性129

7.10.1 全／低速的输入特性129

7.10.2 高速的输入特性130

7.11.1 全／低速的信号的层次131

7.11 信号的层次131

7.11.2 高／全速的信号的层次132

7.12 连接和断开连接的信号133

7.12.1 连接建立和断开的检测133

7.12.2 建立连接的事件时序134

7.12.3 数据信号135

7.12.4 重启信号135

7.12.5 挂起137

7.12.6 重读137

7.13 数据信号的速率137

7.14 电力的分配138

7.14.1 设备的分类138

7.14.2 在挂起／重续中电力的控制138

7.14.3 动态地连入和拔除138

7.15 本章小结139

8.2 SYNC域140

8.1 字节／位顺序140

第8章 信号编码与传输140

8.3 数据包域的格式141

8.3.1 数据包鉴定域141

8.3.2 地址域142

8.3.3 帧数量域143

8.3.4 数据域143

8.3.5 循环冗余校验143

8.4 数据包格式143

8.4.1 标志包143

8.4.2 分割处理特殊标志包144

8.4.3 帧开始（Start-Of-Frame）包147

8.4.4 数据包148

8.4.5 握手包148

8.4.6 握手的响应149

8.5 数据包的处理时序150

8.5.2 控制传输处理时序152

8.5.1 批量传输的处理时序152

8.5.3 中断传输的处理时序155

8.5.4 同步传输的处理时序156

8.6 数据触发的同步和重试156

8.6.1 通过SETUP标志进行的初始化156

8.6.2 成功的数据处理157

8.6.3 数据的失效或不能被接收157

8.6.4 失效的握手信号158

8.6.5 低速的事务处理158

8.7 错误检测和恢复159

8.7.1 数据包错误分类160

8.7.2 总线循环时间160

8.7.3 EOP的失效161

8.7.4 总线错误的恢复161

8.8 本章小结162

9.1 USB控制器芯片的构成163

9.1.1 USB端口163

第9章 USB控制器芯片163

9.1.2 CPU165

9.1.3 数据缓冲器165

9.1.4 程序存储器165

9.1.5 数据存储器166

9.1.6 寄存器166

9.1.7 其他接口167

9.2 芯片构架167

9.2.1 专门为USB设计的UUSB控制芯片167

9.2.2 内嵌通用微控制器的芯片169

9.2.3 需要外接微控制器的芯片170

9.3 芯片举例171

9.3.1 Cypress公司的M8CY7C63101A芯片171

9.3.2 Cypress公司的EZ-USB芯片172

9.3.3 NationalSemiconductorUSBN9603176

9.3.4 NetchipNET2888180

9.3.5 PhilipsSemiconductorPDIUSBD12182

9.4 本章小结185

第10章 USB设备开发概述186

10.1 准备工作186

10.2 开发步骤187

10.2.1 初步计划187

10.2.2 硬件计划187

10.2.3 软件计划188

10.3 控制器芯片的选择188

10.4 硬件设计190

10.5 本章小结192

第11章 固件设计（CY7C68013）193

11.1 固件的工作193

11.2 汇编与C51的比较194

11.3 C51程序设计基础195

11.3.1 标志符和关键字195

11.3.2 数据类型196

11.3.3 中断服务函数和寄存器组定义197

11.3.4 C51中的寻址方式198

11.4 固件程序设计199

11.4.1 固件程序规划199

11.4.2 主程序201

11.4.3 描述符定义203

11.4.4 响应设备请求208

11.4.5 中断处理211

11.4.6 数据传输举例：批量OUT传输214

11.4.7 数据传输举例：批量IN传输215

11.5 本章小结216

第12章 驱动程序设计217

12.1 设备驱动程序基础217

12.2 驱动程序的分类219

12.2.1 VxD219

12.3.1 WDM驱动程序的层次结构220

12.3 WDM驱动程序基本结构220

12.2.3 WDM220

12.2.2 KMD220

12.3.2 设备对象222

12.3.3 USB驱动程序结构223

12.4 USB设备驱动程序开发流程224

12.4.1 准备工作（工具选择）224

12.4.2 两个重要的概念IRP和URB226

12.4.3 编写驱动程序229

12.4.4 编译驱动程序236

12.4.5 安装驱动程序239

12.5 INF文件241

12.5.1 INF文件格式要求241

12.5.2 INF文件举例242

12.5.3 INF文件详解244

12.5.4 用geninf实用程序生成一个INF文件249

12.6 本章小结250