Обзор USB

Программное обеспечение хоста делится на два отдельных типа. Программное обеспечение инициализации канала связи и программное обеспечение поддержки рабочего режима обмена данными. Программное обеспечение инициализации начинает работать при подключении к хосту нового USB устройства. Происходит обмен служебной информацией между хостом и USB устройством. В результате обменов служебной информацией, хост определяет: тип устройства, его требования к энергопотреблению, возможность поддержки «спящего режима», тип драйверов для правильной работы USB устройства, и даже возможна загрузка необходимых прикладных программ для работы. Эти новые веяния в духе спецификации PNP (plug and play). Устройства могут подключаться и отключаться в горячем режиме. При подключении и отключении происходит автоматическое переконфигурирование программного обеспечения хоста. Процесс настройки хоста на обмен данными, напоминает процесс раскрутки. Первоначально обмениваются простейшими сигналами по шине, затем сообщения усложняются и наконец, выход на рабочий режим.

Программное обеспечение рабочего режима поддерживает обмен данными, когда хост соответственно сконфигурирован и USB устройство вышло на рабочий режим обмена. В спецификации USB этот начальный процесс называется энумерацией.

В последнее время имеется тенденция к унификации не только протоколов обмена, но и унификация устройств, взаимодействующих с персональным компьютером. Точнее, унификация требований к каналу связи. Идея такая. Придумывается универсальная шина для всего, что только можно подключить. Конечно - эта шина сложно устроена, она многоуровневая, гибкая и адаптируемая для разных конфигураций устройств. Унифицируются и драйвера операционной системы персонального компьютера, который взаимодействует с подключаемым устройством. Преимущество - отпадает необходимость в разработке драйвера для ОС, разработчиками USB устройства. Это должно повышать над.жность ОС, так как разработкой драйверов могут заняться разработчики ОС, а не разработчики устройств. В общем, все плюсы унификации и стандартизации. Но есть и минусы. Очевидная сложность и связанная с ней избыточность, громоздкость технических решений. Тот же подход, что и в протоколах коммуникаций на большие расстояния. Академически стек протоколов OSI и знаменитый TCP/IP.

В связи с выше сказанным, в спецификации USB вводится понятие класса устройств. Все электронные устройства, подключаемые к персональному компьютеру, по своим функциональным качествам очень схожи. Например, звуковые платы предоставляют сервис приблизительно одного уровня. Поэтому устройства стали делить на унифицированные классы. Класс - это группа устройств, объедин.нных общими характеристиками и способных управляться общим для них программным драйвером операционной системы. Отдельное устройство может объединять функциональность сразу нескольких устройств, принадлежащих разным классам. Если функциональность вашего устройства подходит к некоторому классу, и оно поддерживает спецификацию USB для устройств класса, то не нужно писать драйвер для ОС. Вероятнее всего, драйвер уже имеется в ОС. Функциональность устройства, подпадающего под определ.нный класс, может быть расширена разработчиком устройства добавлением отдельных команд. Точнее говоря, в стандарте USB предусмотрена возможность некоторого расширения функциональности. В стандарте предусмотрено множество возможностей, которые разработчик устройства может использовать для своих целей, добавляя к базовой функциональности, функциональность расширенную. В спецификации USB, есть две большие области, это собственно USB базового уровня и протоколы устройств классов. Протоколы устройств классов – это некоторая надстройка над протоколами нижнего, базового уровня USB. Логично сначала разобраться с базовыми принципами USB, а уж потом вс. остальное.