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枚举就是从设备读取一些信息,知道设备是什么样的设备,如何进行通信,这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱动程序。调试USB设备,很重要的一点就是USB的枚举过程,只要枚举成功了,那么就已经成功大半了。USB架构中,hub负责检测设备的连接和断开,利用其中断IN端点(InterruptINEndpoint)来向主机(Host)报告。在系统启动时,主机轮询它的根hub(RootHub)的状态看是否有设备(包括子hub和子hub上的设备)连接。USB总线拓扑结构见下图(顶端为主机的RootHub):
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以太网接口由MAC(以太网媒体接入控制器)和PHY(物理接口收发器)组成。以太网MAC由IEEE802.3以太网标准定义,实现数据链路层。常用的MAC支持10Mbit/s和100Mbit/s两种速率。吉比特网是以太网的下一代,速度将高达1000Mbit/s.PCI和PCI-EPCI是一种部总线,作为一种通用的总线接口标准,它目前在计算机系统中得到了广泛的应用。SD和SDIOSD是一种关于FLASH的储存卡的标准,也就是一般常见的SD记忆卡,在设计上与MMC保持兼容。SDIO在SD标准的基础上,定义了储存卡以外的外设接口。CPLD和FPGACPLD由可编程的与或门阵列以及宏单元构成。与CPLD不同,FPGA(现场可编程门阵列)基于LUT(查找表)工艺。CPLD和FPGA的主要厂商有Altera,Xilinx和Lattice等,它们专门的开发流程,在设计阶段使用HDL编程。它们可实现许多复杂功能,如实现USART,I2C等I/O控制芯片,通信算法,音视频解码算法等。甚至还可以直接集成ARM等CPU内核和外围电路。对于驱动工程师而言,我们就直接把它看成由很多逻辑门(与或非)组成的可完成一系列功能的芯片。如果完成的功能是CPU,我们就直接把它看成是CPU。
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一个设备可能有既支持自给电源的,同时也支持总线电源式的配置。有一些支持其中的一种,而另一些设备配置可能只有在自给电源下才能被使用。设备对电源支持的能力是通过配置描述表(configurationdescriptor)来反映的。当前的电源供给形式被作为设备状态的一部分被反映出来。设备可在时候改变它们的供电来源,比如说:从自给式向总线式改变,如果一个配置同时支持两种模式,那此状态的大电源需求就是指设备在两种模式下从VBUS上获取电能的大值。
在讲解枚举之前,先大概说说USB的一种传输模式——控制传输。这种传输在USB中是重要的,它要数据的正确性,在设备的枚举过程中都是使用控制传输的。控制传输分为三个阶段:①建立阶段。②数据阶段。③确认阶段。建立(setup)阶段:都是由USB主机发起,它是一个setup数据包,里面包含一些数据请求的命令以及一些数据。如果建立阶段是输入请求,那么数据阶段就要输入数据;如果建立阶段是输出请求,那么数据阶段就要输出数据。如果在数据阶段,即便不需要传送数据,也要发一个0长度的数据包。数据阶段过后就是确认阶段。确认阶段刚好跟数据阶段相反,如果是输入请求,则它是一个输出数据包;如果是输出请求,则它是一个输入数据包。确认阶段用来确认数据的正确传输。