《嵌入式应用开发》课程教学资源（文献资料）通用串行总线（USB）2.0——STM32F10x USB开发者培训

ST通用串行总线(USB)2.02010STM32F10xUSB开发者培训2010年7月STMicroelectronics

2010 通用串行总线(USB) 2.0 STM32F10x USB 开发者培训 2010年7月

ST内容USB技术简介技术背景架构、系统、协议和供电设备的枚举、识别传输类型STM32USB模块和函数库模块的特性各类描述符解析模块的中断源及相关的中断处理函数模块的其他相关函数库STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 2 内容  USB技术简介  技术背景  架构、系统、协议和供电  设备的枚举、识别  传输类型  STM32 USB模块和函数库  模块的特性  各类描述符解析  模块的中断源及相关的中断处理函数  模块的其他相关函数库

ST技术背景（1）通用串行总线(USB)协议的设计目标：易于使用的PC外设以低成本的方案支持高达480Mbps的传输速率满足声音，音频和视频类传输的实时需求灵活的协议，能混合同步和异步的消息数据传递集成商品设备技术能适应于任意外形和配置的PC提供一个标准接口，能快速应用于产品中允许扩展出新的USB设备类，以提升PC的功能UBS2.0协议必需向下兼容，以容纳早期版本的设备STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 3 技术背景(1)  通用串行总线(USB)协议的设计目标 ：  易于使用的PC外设  以低成本的方案支持高达480Mbps的传输速率  满足声音，音频和视频类传输的实时需求  灵活的协议，能混合同步和异步的消息数据传递  集成商品设备技术  能适应于任意外形和配置的PC  提供一个标准接口，能快速应用于产品中  允许扩展出新的USB设备类，以提升PC的功能  UBS2.0协议必需向下兼容，以容纳早期版本的设备

ST技术背景(2)应用范围性能特性应用>键盘，鼠标·极低的成本低速：>手写笔·易于使用>游戏手柄√交互式设备·热插拔虚拟设备V10-100kbps·同时使用多个外设>外设·较低的成本全速：>话音·易于使用>宽带·热插拔√电话，音频类>音频·同时使用多个外设√压缩的视频类·可保证的带宽>麦克风V500kbps-10Mbps·可保证的延迟·低成本·易于使用>视频高速：·热插拔>大容量存储·同时使用多个设备√视频，大容量存储图像·可保证的带宽V25-400Mbps>宽带·可保证的延迟·高带宽STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 4 技术背景(2) 应用范围 性能 应用 特性 低速 : 交互式设备 10-100kbps 全速 : 电话，音频类 压缩的视频类 500kbps – 10Mbps 高速 : 视频，大容量存储 25 – 400Mbps 键盘，鼠标 手写笔 游戏手柄 虚拟设备 外设 •极低的成本 •易于使用 •热插拔 •同时使用多个外设 话音 宽带 音频 麦克风 •较低的成本 •易于使用 •热插拔 •同时使用多个外设 •可保证的带宽 •可保证的延迟 视频 大容量存储 图像 宽带 •低成本 •易于使用 •热插拔 •同时使用多个设备 •可保证的带宽 •可保证的延迟 •高带宽

ST技术背景（3）特性:简单易用使用统一制式的电缆和连接插座，支持热插拔。应用广泛支持从几kbps到几百Mbps的数据带宽，支持同步和异步的传输，支持连接多达127个设备，并支持复合设备。同步带宽提供保证的带宽和低延迟。使用灵活支持不同大小的数据包和各种传输速率。鲁棒性佳多种的错误校验和恢复机制。协同PC产业协议易于实现和整合，并支持热插拔机制低成本实现低成本的电缆和连接插座，商品化的实现技术易于升级整体结构易于升级，能适应各类新生的应用。STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 5 技术背景(3) 特性: 简单易用 使用统一制式的电缆和连接插座，支持热插拔。 应用广泛 支持从几kbps到几百Mbps的数据带宽，支持同步 和异步的传输，支持连接多达127个设备，并支持复合设备。 同步带宽 提供保证的带宽和低延迟。 使用灵活 支持不同大小的数据包和各种传输速率。 鲁棒性佳 多种的错误校验和恢复机制。 协同PC产业 协议易于实现和整合，并支持热插拔机制 低成本实现 低成本的电缆和连接插座，商品化的实现技术 易于升级 整体结构易于升级，能适应各类新生的应用

SUSB系统(1)主机设备连接层客户端应用层应用程序应用程序逻辑层系统端实际的通信信道驱动程序驱动程序逻辑上的信道主机端总线层控制程序控制程序实现的核心区域STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 6 USB 系统 (1) 实现的核心区域 逻辑上的信道 实际的通信信道 主机 设备 连接层 系统端 驱动程序 客户端 应用程序 主机端 控制程序 应用层 应用程序 总线层 控制程序 逻辑层 驱动程序

STUSB系统(2)主机-设备连接层应用程序：客户端应用层应用程序应用程序应用程序运行于USB设备所连接的主机上。部分应用程序会由主机逻辑层系统端的操作系统提供，大部驱动程序驱动程序分的应用程序由USB设备的供应商提供。总线层主机端控制程序控制程序STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 7 USB 系统 (2) 应用程序: 应用程序运行于USB设 备所连接的主机上。 部分应用程序会由主机 的操作系统提供，大部 分的应用程序由USB设 备的供应商提供。 主机 设备 连接层 系统端 驱动程序 客户端 应用程序 主机端 控制程序 应用层 应用程序 总线层 控制程序 逻辑层 驱动程序

STUSB系统(3)主机设备连接层驱动程序：客户端应用层应用程序驱动程序服务于特定的应用程序操作系统，为USB设备提供支持。逻辑层系统端驱动程序通常由操作系驱动程序统提供，独立于特定的驱动程序应用程序和USB设备。总线层主机端控制程序控制程序STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 8 USB 系统 (3) 主机 设备 连接层 系统端 驱动程序 客户端 应用程序 主机端 控制程序 应用层 应用程序 总线层 控制程序 逻辑层 驱动程序 驱动程序: 驱动程序服务于特定的 操作系统，为USB设备 提供支持。 驱动程序通常由操作系 统提供，独立于特定的 应用程序和USB设备

STUSB系统(4)主机设备连接层客户端应用层主机端控制程序：应用程序应用程序包括硬件和软件，使USB设备能够被主机逻辑层系统端识别。驱动程序驱动程序总线层主机端控制程序控制程序STMicroelectronics

MCU Group Shanghai 9 USB 系统 (4) 主机 设备 连接层 系统端 驱动程序 客户端 应用程序 主机端 控制程序 应用层 应用程序 总线层 控制程序 逻辑层 驱动程序 主机端控制程序: 包括硬件和软件，使 USB设备能够被主机 识别

STUSB拓扑结构高速USB2.0X主机480Mbps高速Hub全速／低速设备USB1.1高速Hub全速／低速设备12M/1.5Mbps全速／低速设备STMicroelectronics10

MCU Group Shanghai 10 USB 拓扑结构 USB 2.0 主机 USB 1.1 Hub 全速 / 低速 设备 高速 480Mbps 高速 Hub 全速 / 低速 12M/1.5Mbps 全速 / 低速 设备 高速 设备