Layout do dispositivo USB

Um dispositivo USB (Universal Serial Bus) define suas capacidades e recursos por meio de configurações, interfaces, configurações alternativas e pontos de extremidade. Este artigo fornece uma visão geral de alto nível desses conceitos.

Uma configuração USB define as capacidades e características de um dispositivo, principalmente as suas capacidades de energia e interfaces. O dispositivo pode ter várias configurações, mas apenas uma está ativa de cada vez. A configuração ativa não é escolhida pela pilha de drivers USB, mas pode ser iniciada por uma aplicação, um driver ou pelo driver de dispositivo. O driver de dispositivo seleciona uma configuração ativa.

Uma configuração pode ter uma ou mais interfaces USB que definem a funcionalidade do dispositivo. Normalmente, há uma correlação um-para-um entre uma função e uma interface. No entanto, certos dispositivos expõem várias interfaces relacionadas a uma função. Nesse caso, o dispositivo pode ter um descritor de associação de interface (IAD). Um IAD agrupa interfaces que pertencem a uma função específica.

Cada interface contém um ou mais pontos de extremidade, que são usados para transferir dados de e para o dispositivo. Além disso, a interface contém configurações alternativas que definem os requisitos de largura de banda da função associada à interface. Em resumo, um grupo de pontos finais forma uma interface e um conjunto de interfaces constitui uma configuração no dispositivo.

Então, o que significa selecionar uma configuração ativa? Durante a inicialização do dispositivo, o driver de dispositivo para dispositivo USB deve selecionar uma configuração, uma ou mais interfaces dentro dessa configuração e uma configuração alternativa para cada interface. A maioria dos dispositivos USB não fornece várias interfaces ou várias configurações alternativas. Por exemplo, o dispositivo OSR USB FX2 Learning Kit tem uma interface com uma configuração alternativa e três pontos finais. Para obter mais informações sobre o kit de aprendizagem, consulte OSR Online.

Dispositivo de interface única

Este diagrama mostra a configuração de um dispositivo com uma única interface:

Neste exemplo, o diagrama mostra o ponto de extremidade 0, chamado de ponto de extremidade padrão. Todos os dispositivos USB devem ter um ponto de extremidade padrão que seja usado para transferências de controle (consulte Transferência de controle USB). A configuração 0 tem uma interface: Interface 0 com uma configuração alternativa. A Configuração Alternativa 0 utiliza todos os três endpoints na interface.

Dispositivo de múltiplas interfaces

Para dispositivos multifuncionais, o dispositivo tem várias interfaces. Para usar uma função específica ou uma interface, o driver do cliente seleciona a interface e uma configuração alternativa associada. Considere um dispositivo USB multifuncional, como uma webcam. O dispositivo tem duas funções, captura de vídeo (câmera) e entrada de áudio (microfone). O dispositivo define um ponto de extremidade em uma interface de vídeo que transmite vídeo. O dispositivo tem outro ponto final em uma interface separada que recebe entrada de áudio através do microfone. A configuração do dispositivo inclui ambas as interfaces.

Este diagrama mostra a configuração do dispositivo da webcam:

Neste exemplo, o diagrama mostra o ponto de extremidade padrão. A configuração 0 tem duas interfaces: Interface 0 e Interface 1. A interface 0 tem três configurações alternativas. Apenas uma das configurações alternativas está ativa a qualquer momento. Observe que a Configuração Alternativa 0 não usa um ponto de extremidade, enquanto as Configurações Alternativas 1 e 2 usam o Ponto de Extremidade 1. Normalmente, uma câmera de vídeo usa um ponto de extremidade isócrono para streaming. Para esse tipo de endpoint, quando o endpoint está em uso, a largura de banda é reservada no barramento. Quando a câmera não está transmitindo vídeo, o driver do cliente pode selecionar Configuração alternativa 0 para conservar a largura de banda. Quando a webcam está transmitindo vídeo, o driver do cliente pode alternar para Configuração Alternativa 1 ou Configuração Alternativa 2, que fornece níveis crescentes de qualidade e consome largura de banda de barramento crescente. A interface 1 tem duas configurações alternativas. Semelhante à Interface 0, a Configuração Alternativa 0 não usa um ponto de extremidade. A Configuração Alternativa 1 é definida para usar o Ponto Final 4.

Os pontos de extremidade não podem ser compartilhados entre duas interfaces dentro de uma configuração. O dispositivo usa o endereço do ponto de extremidade para determinar o ponto de extremidade de destino para uma transferência de dados ou operação do ponto de extremidade, como redefinição de tubo. Todas essas operações são iniciadas pelo host.

Antes de começar a usar o dispositivo, obtenha informações sobre o layout do dispositivo. USBView é uma aplicação que lhe permite procurar todos os controladores USB e os dispositivos USB que estão ligados a eles. Para cada dispositivo conectado, você pode visualizar o dispositivo, a configuração, a interface e os descritores de ponto final para ter uma ideia sobre a capacidade do dispositivo.

Em seguida, consulte Descritores USB padrão.

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