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| 編輯推薦： |
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本书是一线工程师在项目研发、客户支持等方面的经验总结，介绍了如何解决用户在微控制器应用开发上常见的痛点和难点，适合从事USB技术及应用开发的工程师使用。
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| 內容簡介： |
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随着物联时代的到来，预计微控制器将迎来新一轮高成长周期，推动其相关技术进一步高速发展，尤其是连接和安全技术。USB技术因为其通用和简单易用性，已经在微控制器领域得到了广泛的普及和应用。在即将到来的万物互联时代，USB作为通用的串行连接技术，尤其在中高端消费或者工业领域，将继续成为不可或缺的微控制器组件。本书将从USB基础及协议入手，由浅入深逐步介绍USB的硬件技术和常用的设备类应用开发，并结合微控制器的典型软件开发包SDK，剖析核心USB协议栈，给出应用开发实例。*后的高级篇将重点介绍USB兼容性测试流程以及注意事项。
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| 關於作者： |
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工业和信息化部人才交流中心（以下简称中心）创建于1985年1月，1992年10月成为独立事业法人单位，工业和信息化部所属的党政机关一类事业单位正局级，是经中央机构编制委员会办公室批准，国家事业单位登记管理局注册登记，是工业和信息化部在人才培养、人才交流、智力引进、国际交流、会议展览等方面的支撑机构；也是人力资源和社会保障部、工业和信息化部全国信息专业技术人才知识更新工程及信息化工程师项目实施承办单位。
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| 目錄：
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第1章USB基础及协议概述1
1.1简介2
1.1.1背景2
1.1.2USB的特点2
1.2系统架构4
1.2.1USB总线架构4
1.2.2USB主机和设备5
1.2.3USB分层结构6
1.2.4USB物理连接7
1.2.5USB2.0电气特性9
1.2.6USB2.0设备速度的识别10
1.2.7USB2.0电源11
1.3USB2.0事务处理及数据传输12
1.3.1包13
1.3.2事务15
1.4USB2.0数据传输类型15
1.4.1控制传输16
1.4.2批量传输19
1.4.3中断传输21
1.4.4同步传输22
1.5USB2.0设备24
1.5.1USB设备状态24
1.5.2USB总线枚举27
1.5.3描述符27
1.5.4设备请求35
1.5.5枚举过程38
1.6USB2.0主机40
1.6.1USB主机结构40
1.6.2USB主控制器功能42
1.6.3客户软件45
1.6.4系统软件46
1.6.5主控制器驱动程序48
1.6.6总线驱动程序49
1.6.7嵌入式USB主机控制器51
1.7USB调试辅助工具51
1.7.1Bus Hound52
1.7.2Ellisys的USB Explorer系列52
1.7.3LeCroy的Mercury系列54
第2章USB硬件设计55
2.1USB接口简介56
2.2USB电气特性58
2.2.1低速USB驱动器电气特性59
2.2.2全速USB驱动器电气特性60
2.2.3高速USB驱动器电气特性63
2.2.4低速和全速接收器特性63
2.2.5器件速度识别64
2.2.6信号电平65
2.2.7数据编码解码66
2.2.8电源分布68
2.2.9电压跌落要求71
2.2.10信号质量的评定72
2.3USB电路设计72
2.3.1设备73
2.3.2主机74
2.3.3OTG应用74
2.3.4USB信号的防护75
2.3.5信号完整性电路设计76
2.4硬件电路常见的问题77
第3章基于SDK的USB协议栈79
3.1简介80
3.2Device协议栈81
3.2.1协议栈架构81
3.2.2协议栈初始化流程82
3.2.3协议栈工作流程86
3.2.4协议栈接口91
3.2.5控制器驱动接口95
3.2.6HID类接口97
3.2.7MSC类接口98
3.2.8CDC类接口98
3.2.9Audio类接口99
3.2.10Video类接口100
3.3Host协议栈101
3.3.1协议栈架构101
3.3.2协议栈初始化流程102
3.3.3协议栈工作流程104
3.3.4Host驱动接口107
3.3.5控制器驱动接口113
3.3.6HID类接口115
3.3.7MSC类接口116
3.3.8CDC类接口117
3.3.9Audio类接口118
第4章USB HID类应用开发119
4.1简介120
4.1.1什么是HID120
4.1.2HID类120
4.1.3子类及编码121
4.1.4协议编码121
4.1.5接口122
4.2描述符及请求123
4.2.1基础知识123
4.2.2描述符127
4.2.3请求133
4.3代码实例139
4.3.1工程关键文件及代码介绍139
4.3.2运行工程查看结果144
4.3.3枚举过程详细解析144
4.3.4报告过程详细解析150
4.4HID类的其他应用151
第5章USB MSC类应用开发152
5.1简介153
5.1.1MSC设备的一般工作流程154
5.1.2USB MSC协议简介155
5.2请求及描述符156
5.2.1MSC设备接口描述符156
5.2.2MSC设备端点描述符157
5.2.3MSC类标准请求157
5.2.4Buck-Only Transport协议的数据流模型160
5.2.5批量数据的传输具体细节163
5.3代码实例173
5.3.1MSC设备入门例程173
5.3.2SD卡读卡器例程176
第6章USB CDC类应用开发178
6.1简介179
6.1.1USB CDC类180
6.1.2CDC类设备的组成180
6.2请求及描述符181
6.2.1CDC设备配置描述符181
6.2.2通信接口描述符182
6.2.3数据接口描述符186
6.2.4CDC类请求187
6.3代码实例189
第7章USB Audio类应用开发192
7.1简介193
7.1.1音频接口集与音频接口关联194
7.1.2音频接口类、子类及协议195
7.1.3音频功能类别196
7.1.4音频同步类型196
7.1.5声道间同步197
7.1.6音频功能拓扑198
7.1.7编码与解码206
7.1.8复制保护206
7.1.9操作模型206
7.2描述符、请求与中断208
7.2.1描述符208
7.2.2请求221
7.2.3中断230
7.3代码实例232
7.3.1SDK USB音频类应用232
7.3.2SDK USB音频类的实现233
第8章USB组合类应用开发235
8.1简介236
8.2请求及描述符237
8.2.1设备描述符的修改238
8.2.2使用IAD时的用户编程模型238
8.2.3接口联合描述符239
8.2.4其他240
8.3代码实例241
8.3.1SDK中composite类例程241
8.3.2U盘 虚拟串口例程241
第9章USB Hub应用开发244
9.1简介245
9.2请求与描述符246
9.2.1标准描述符246
9.2.2Hub描述符246
9.2.3Hub请求247
9.3SDK的实现249
9.3.1主机识别Hub249
9.3.2主机识别Hub上设备连接251
9.3.3主机识别Hub上设备断开252
9.3.4Hub转发传输253
第10章USB兼容性测试261
10.1简介262
10.2测试要求262
10.2.1 测试设备263
10.2.2测试软件265
10.3电气测试流程266
10.3.1低全速USB测试266
10.3.2高速USB测试272
10.3.3主机高速信号测试278
10.4常见问题和解决办法283
10.4.1主设备信号质量测试283
10.4.2USB信号布线284
10.4.3ESD器件的影响285
10.4.4USB收发器电气特性285
10.4.5设备（全速）反向电压测试286
10.4.6设备（全速）浪涌电流测试286
10.4.7主机电压跌落测试287
参考文献289
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| 內容試閱：
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个人电脑中，USB接口已经取代了串口和并口。目前，USB接口作为一种简易、高速、可靠的计算机通信总线技术已经相当普及，相应的外设周边极其丰富。USB接口的游戏手柄、U盘、移动硬盘、手机等设备依靠USB的特性普及到了我们日常工作和生活之中。 随着人工智能和物联网（IoT）的兴起，工程师使用各种USB扩展棒（Dongle）在现有设备上扩展出ZigBee、BLE等无线连接的功能，支持实现无线连接的快速原型搭建，或者为原来没有无线连接能力的设备提供简易高效的无线连接功能。由于USB接口具有数据吞吐量高及连接简单等优点，各种神经网络计算棒也是通过USB接口与PC机或高性能处理器连接来验证功能或应用于现有产品中的。通过USB接口，处理器与神经网络计算棒可以很容易地实现采集原始数据和模板数据的互传。 嵌入式微控制器（MCU）应用到了我们生活中的方方面面，为了连接的统一和便捷以及更高的数据交互性能，在片上集成USB控制器也是大势所趋。新的应用需求（如物联网和深度学习）也要求工程师掌握USB接口。 对于USART，SPI和I2C等经典的串行接口来说，USB在硬件设计及软件开发方面都增加了难度，对工程师和开发者使用USB提出了更高的要求。本书是一线工程师项目开发经验的总结，从USB项目应用角度出发，系统地介绍嵌入式USB接口的硬件、软件和认证方面的技术。本书内容涵盖USB的基础概念、软件协议栈的分析、应用类的分析举例及总结认证经验。希望能够供入门的初学者阅读，又能帮助应用工程师解决日常USB开发中遇到的痛点问题和难点问题。
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