Qu'est-ce qu'un contrôleur de bus série universel ?

Le contrôleur de bus série universel fait référence au contrôleur USB (Universal Serial Bus), qui est une norme de bus série pour connecter des périphériques externes ; USB est une méthode de communication de données émergente qui remplace progressivement d'autres normes d'interface et est utilisée pour réguler la connexion et la communication entre ordinateurs et appareils externes.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 10, ordinateur DELL G3.

Qu'est-ce qu'un contrôleur de bus série universel ?

Qu'est-ce qu'un bus série universel ?

Le bus série universel (USB) est une norme de bus série pour connecter des périphériques externes. Il est largement utilisé sur les ordinateurs, mais il peut également. être utilisé sur les décodeurs et les consoles de jeux, en complément du standard (On-The-Go) pour permettre l'échange direct de données entre appareils portables.

Le pilote du contrôleur Universal Serial Bus est le pilote du port USB, qui est une architecture de bus série universelle développée par Intel

Comme son nom l'indique, Le contrôleur Universal Serial Bus est un contrôleur USB ;

Brève introduction

Universal Serial Bus (USB) est une méthode de communication de données émergente qui remplace progressivement d'autres normes d'interface. Elle est développée par Intel, Compaq, Digital, IBM, Microsoft, NEC et Northern Telecom et d'autres sociétés informatiques. et les entreprises de communication l'ont formulé conjointement en 1995 et ont progressivement constitué une norme industrielle.

En tant que bus série à grande vitesse, le bus USB a une vitesse de transmission extrêmement élevée qui peut répondre aux exigences de l'environnement d'application de transmission de données à grande vitesse. Le bus dispose également d'une alimentation simple (peut être alimenté par le bus) et d'une installation et d'une configuration pratiques. (prend en charge le plug-and-play) et remplaçable à chaud), des ports d'extension simples (jusqu'à 127 périphériques peuvent être étendus via un hub), des méthodes de transmission diversifiées (4 modes de transmission) et une bonne compatibilité (compatibilité descendante après les mises à niveau du produit). . Depuis son lancement, le bus série universel (USB) a remplacé avec succès les ports série et les ports parallèles et est devenu l'une des interfaces d'extension standard et des interfaces essentielles pour un grand nombre d'ordinateurs et d'appareils intelligents au 21e siècle. Version USB 4.0.

Développez les connaissances

Chaque USB n'a qu'un seul hôte, qui comprend les couches suivantes :

Interface de bus

L'interface de bus USB gère l'interconnexion de la couche électrique et de la couche de protocole. Du point de vue de l'interconnexion, des interfaces de bus similaires sont fournies à la fois par le périphérique et par l'hôte, comme une machine d'interface série (SIE). L'interface du bus USB est implémentée par le contrôleur hôte.

Le système USB utilise le contrôleur principal pour gérer la transmission de données entre l'hôte et les périphériques USB. L'interface entre celui-ci et le contrôleur principal dépend de la définition matérielle du contrôleur principal. Dans le même temps, le système USB est également responsable de la gestion des ressources USB, telles que la bande passante et l'énergie du bus, ce qui permet aux clients d'accéder à l'USB. Le système USB comporte également trois composants de base :

Pilote de contrôleur hôte (HCD) Celui-ci peut mapper différents périphériques de contrôleur hôte au système USB. L'interface entre HCD et USB est appelée HCDI. Le HCDI spécifique est défini par le système d'exploitation qui prend en charge différents contrôleurs hôtes. Le pilote de contrôleur hôte universel (UHCD) se trouve au bas de la structure logicielle et gère et contrôle le contrôleur hôte. UHCD implémente la communication et le contrôle du contrôleur hôte USB, et il est caché des autres parties du logiciel système. Le niveau le plus élevé du logiciel système communique avec le contrôleur principal via l'interface logicielle de l'UHCD.

Pilote USB (USBD) Il se trouve au-dessus du pilote UHCD. Il fournit une interface au niveau du pilote pour répondre aux exigences de la conception des pilotes de périphériques existants. USBD fournit une architecture de transfert de données sous la forme de paquets de requêtes d'E/S (IRP), qui comprennent les exigences nécessaires pour transférer des données via un canal spécifique (Pipe). De plus, USBD permet aux clients de présenter une abstraction de l'appareil pour une abstraction et une gestion plus faciles. Dans le cadre de l'abstraction, USBD a des canaux par défaut. Il donne accès à tous les périphériques USB pour un contrôle USB standard. Le canal par défaut décrit un canal logique pour la communication entre les périphériques USBD et USB.

Logiciel hôte

Dans certains systèmes d'exploitation, le logiciel système USB n'est pas fourni. Ces logiciels sont à l'origine utilisés pour fournir des informations de configuration et des structures de chargement aux pilotes de périphériques. Dans ces systèmes d'exploitation, le pilote de périphérique appliquera l'interface fournie au lieu d'accéder directement à la structure USBDI (USB Driver Interface).

Logiciel client USB

Il est situé au niveau le plus élevé de la structure logicielle et est responsable de la gestion des pilotes de périphériques USB spécifiques. La couche client décrit toutes les entrées logicielles qui agissent directement sur l'appareil. Lorsque le périphérique est détecté par le système, ces programmes clients agiront directement sur le matériel périphérique. Cette fonctionnalité partagée place le logiciel système USB entre le client et son périphérique, ce qui nécessite que le programme client le traite en fonction de l'image du périphérique formée par USBD sur le client.

Chaque couche de l'hôte a les fonctions suivantes :

Détecter les périphériques USB connectés et supprimés.

Gérez le flux de données entre l'hôte et le périphérique USB.

Connectez l'état de l'USB et les statistiques d'activité.

Contrôlez l'interface électrique entre le contrôleur hôte et le périphérique USB, y compris une alimentation énergétique limitée.

HCD fournit une abstraction du contrôleur hôte et une abstraction du point de vue du contrôleur hôte sur les données transférées via USB. USBD fournit une abstraction des périphériques USB et une abstraction du transfert de données entre les clients USBD et les fonctions USB. Le système USB facilite le transfert de données entre les clients et les fonctions et sert de point de contrôle pour les interfaces standardisées vers les périphériques USB. Le système USB offre des capacités de gestion de tampon et permet de synchroniser le transfert de données avec les exigences du client et fonctionnelles.

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