Układ urządzenia USB

Urządzenie uniwersalnej magistrali szeregowej (USB) definiuje jego możliwości i funkcje za pośrednictwem konfiguracji, interfejsów, ustawień alternatywnych i punktów końcowych. Ten artykuł zawiera ogólne omówienie tych pojęć.

Konfiguracja USB definiuje możliwości i funkcje urządzenia, głównie jego możliwości zasilania i interfejsów. Urządzenie może mieć wiele konfiguracji, ale tylko jedna z nich jest aktywna naraz. Aktywna konfiguracja nie jest wybierana przez stos sterowników USB, ale może zostać zainicjowana przez aplikację, sterownik, sterownik urządzenia. Sterownik urządzenia wybiera aktywną konfigurację.

Konfiguracja może mieć co najmniej jeden interfejs USB definiujący funkcjonalność urządzenia. Zazwyczaj istnieje korelacja jeden do jednego między funkcją a interfejsem. Jednak niektóre urządzenia uwidaczniają wiele interfejsów związanych z jedną funkcją. W takim przypadku urządzenie może mieć deskryptor skojarzenia interfejsu (IAD). Interfejsy są grupowane przez IAD, które należą do określonej funkcji.

Każdy interfejs zawiera co najmniej jeden punkt końcowy, który jest używany do transferu danych do i z urządzenia. Ponadto interfejs zawiera alternatywne ustawienia , które definiują wymagania dotyczące przepustowości funkcji skojarzonej z interfejsem. Podsumowując, grupa punktów końcowych stanowi interfejs, a zestaw interfejsów stanowi konfigurację urządzenia.

Co to znaczy wybrać aktywną konfigurację? Podczas inicjowania urządzenia sterownik urządzenia dla urządzenia USB musi wybrać konfigurację, co najmniej jeden interfejs w ramach tej konfiguracji i alternatywne ustawienie dla każdego interfejsu. Większość urządzeń USB nie udostępnia wielu interfejsów ani wielu ustawień alternatywnych. Na przykład urządzenie OSR USB FX2 Learning Kit ma jeden interfejs z jednym ustawieniem alternatywnym i trzema punktami końcowymi. Aby uzyskać więcej informacji na temat zestawu szkoleniowego, zobacz OSR Online.

Urządzenie z jednym interfejsem

Na tym diagramie przedstawiono konfigurację urządzenia z jednym interfejsem:

W tym przykładzie diagram przedstawia punkt końcowy 0 nazywany domyślnym punktem końcowym. Wszystkie urządzenia USB muszą mieć domyślny punkt końcowy używany do transferów sterowania (zobacz Transfer sterowania USB). Konfiguracja 0 ma jeden interfejs: interfejs 0 z jednym ustawieniem alternatywnym. Ustawienie alternatywne 0 używa wszystkich trzech punktów końcowych w interfejsie.

Urządzenie z wieloma interfejsami

W przypadku urządzeń wielofunkcyjnych urządzenie ma wiele interfejsów. Aby użyć określonej funkcji lub interfejsu, sterownik klienta wybiera interfejs i skojarzone ustawienie alternatywne. Rozważ użycie wielofunkcyjnego urządzenia USB, takiego jak kamera internetowa. Urządzenie ma dwie funkcje, przechwytywanie wideo (aparat) i wejście audio (mikrofon). Urządzenie definiuje punkt końcowy w interfejsie wideo, który przesyła strumieniowo wideo. Urządzenie ma inny punkt końcowy w osobnym interfejsie, który pobiera dane wejściowe audio za pośrednictwem mikrofonu. Konfiguracja urządzenia obejmuje oba te interfejsy.

Na tym diagramie przedstawiono konfigurację urządzenia kamery internetowej:

W tym przykładzie diagram przedstawia domyślny punkt końcowy. Konfiguracja 0 ma dwa interfejsy: interfejs 0 i interfejs 1. Interfejs 0 ma trzy alternatywne ustawienia. Tylko jedno z ustawień alternatywnych jest aktywne w danym momencie. Zwróć uwagę, że ustawienie alternatywne 0 nie używa punktu końcowego, natomiast ustawienia alternatywne 1 i 2 używają punktu końcowego 1. Zazwyczaj aparat wideo używa izochronicznego punktu końcowego do przesyłania strumieniowego. W przypadku tego typu punktu końcowego, gdy punkt końcowy jest używany, przepustowość jest zarezerwowana w magistrali. Jeśli aparat nie przesyła strumieniowo wideo, sterownik klienta może wybrać ustawienie alternatywne 0, aby zaoszczędzić przepustowość. Gdy kamera internetowa przesyła strumieniowo wideo, sterownik klienta może przełączyć się na tryb alternatywny 1 lub tryb alternatywny 2, co zapewnia wyższy poziom jakości i zużywa więcej przepustowości magistrali. Interfejs 1 ma dwa alternatywne ustawienia. Podobnie jak w przypadku interfejsu 0, ustawienie alternatywne 0 nie używa punktu końcowego. Ustawienie alternatywne 1 jest zdefiniowane do używania punktu końcowego 4.

Punkty końcowe nie mogą być współużytkowane między dwoma interfejsami w ramach konfiguracji. Urządzenie używa adresu punktu końcowego do określenia docelowego punktu końcowego dla operacji transferu danych lub operacji na punktach końcowych, takiej jak resetowanie potoku. Wszystkie te operacje są inicjowane przez hosta.

Przed rozpoczęciem korzystania z urządzenia uzyskaj informacje o układzie urządzenia. USBView to aplikacja, która umożliwia przeglądanie wszystkich kontrolerów USB i podłączonych do nich urządzeń USB. Dla każdego połączonego urządzenia można wyświetlić deskryptory urządzenia, konfiguracji, interfejsu i punktu końcowego, aby dowiedzieć się więcej o możliwościach urządzenia.

Następnie zobacz Standardowe deskryptory USB.

Tematy pokrewne

• Pojęcia dla wszystkich programistów zajmujących się USB