17.1.2 USB连接拓扑结构

http://book.51cto.com 2008-07-07 08:52 张帆/史彩成等编著 IT时代周刊我要评论(0)

摘要：《Windows驱动开发技术详解》第17章USB设备驱动，这一章首先介绍USB协议，使大家对USB协议有个整体认识，然后介绍USB设备在WDM中的开发框架,本节为大家介绍的是USB连接拓扑结构。
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17.1.2 USB连接拓扑结构

USB设备的连接如图17-2所示，对于每个PC来说，都有一个或者多个称为Host控制器的设备，该Host控制器和一个根Hub作为一个整体。这个根Hub下可以接多级的Hub，每个子Hub又可以接子Hub。每个USB作为一个节点接在不同级别的Hub上。

（1）USB Host控制器：每个PC的主板上都会有多个Host控制器，这个Host控制器其实就是一个PCI设备，挂载在PCI总线上。Host控制器的驱动由微软公司提供，如图17-3所示，这是笔者PC中的Host控制器及USB Hub的驱动。值得注意的是，这里Host分别有两种驱动，一种是1.0，另一种是2.0，分别对应着USB协议1.0和USB协议2.0。

（点击查看大图）图17-2 USB连接拓扑结构

（2）USB Hub：每个USB Host控制器都会自带一个USB Hub，被称为根(Root)Hub。这个根Hub可以接子(Sub)Hub，每个Hub上挂载USB设备。一般PC有8个USB口，通过外接USB Hub，可以插更多的USB设备。当USB设备插入到USB Hub或从上面拔出时，都会发出电信号通知系统。这样可以枚举USB设备，例如当被插入的时候，系统就会创建一个USB物理总线，并询问用户安装设备驱动。如图17-4所示为一个典型的USB Hub的示意图。

（点击查看大图）图17-3 USB Host和USB Hub驱动

（点击查看大图）图17-4 USB Hub示意图

（3）USB设备：USB设备就是插在USB总线上工作的设备，广义地讲USB Hub也算是USB设备。每个根USB Hub下可以直接或间接地连接127个设备，并且彼此不会干扰。对于用户来说，可以看成是USB设备和USB控制器直接相连，之间通信需要满足USB的通信协议。

有的USB设备功能单一，直接挂载在USB Hub上。而有的USB设备功能复杂，会将多个USB功能连在一起，成为一个复合设备，它甚至可以自己内部带一个Hub，这个Hub下接多个USB子设备，其和多个子设备作为一个整体当做一个USB设备，如图17-5所示。

以上是USB的物理拓扑结构，但对于用户来说，可以略去USB Hub的概念，或者说USB Hub的概念对于用户可以看成是透明的。用户只需要将USB设备理解成一个USB Host连接多个逻辑设备。可能逻辑设备1和逻辑设备2是集中在第一个物理设备里，例如有的手机连接计算机后，系统会当做多个USB设备加载。因此，作为用户需要用如图17-6所示的逻辑拓扑结构理解USB拓扑结构。