1.USB相關的硬體

USB裝置，從物理上的邏輯結構來說，包含了主機Host端和裝置Device端。

其中，主機Host端，有對應的硬體的USB的主機控制器Host Controller，而裝置端，連線的是對應的USB裝置。

1.1. USB控制器型別：OHCI，UHCI，EHCI，xHCI

由於歷史原因，導致USB的主機控制器，出現了多種不同的型別，即OHCI和UHCI，EHCI，和xHCI。

不論是那種USB主機控制器，簡稱主控，都是符合對應的USB的規範的，都是實現了對應的USB規範中所規定的USB主控所要的那些事情的。只不過是不同的USB主控的型別，有著不同的特點。

下面對這些不同型別的USB主控制器，進行簡要的解釋。

1.1.1. OHCI和UHCI

OHCI，Open Host Controller Interface，創立者是Compaq，Microsoft和National Semiconductor。

UHCI，Universal Host Controller Interface，創立者是Intel。

兩者之間的相同點是：

不論是OHCI還是UHCI都是對應於USB 1.1的標準的，都是完全符合USB協議標準的。

區別在於：

只是各自的實現方式有些略微不同而已。當然對應的具體的效能，也略有差別，具體的差異，和實際的應用有關係。

但是本身OHCI和UHCI的區別在於：

雖然都是實現了USB1.1協議規範，但是在功能劃分上，OHCI更多地把要做的事情，用硬體來實現，因此，實現OHCI的USB控制器的軟體驅動的開發工作，相對要容易些，軟體要做的事情，相對較少。

對應地，OHCI更多地應用在擴充套件卡，尤其是嵌入式領域中，常見的很多開發板中的USB的控制器，很多都是OHCI的。

而UHCI把更多的功能，留給了軟體，相對來說，軟體做的事情，即負擔要重些。但是實現對應的UHCI的硬體的USB控制器，價格上，就相對便宜些。

對應地，UHCI更多地應用在PC機中的主機板上的USB控制器。

1.1.1.1. 為何Intel設計的UHCI把更多的任務都留給軟體實現？

對於兩者的區別和實際的應用，自己分析，不難發現，其是有著內在的邏輯關係的。

因此，作為UHCI的創立者Intel，創立了UHCI，把更多的USB需要做的事情，留給了軟體，這樣就可以實現出相對教便宜的USB的主控制器了，可以用於PC端的CPU所對應的主機板上，便宜的USB主控，當然相對市場來說，更容易多賣出去一點，有利於市場推廣。

PC主機板賣出的多了， 自然對應的Intel的CPU，也會多賣點，Intel自然可以賺更多的錢了。

1.1.1.2. 為何嵌入式系統中的USB主控多用OHCI，而非UHCI？

而對應的Compaq，Microsoft和National Semiconductor所創立的OHCI，由於把更多的USB要做的事情，都用硬體實現了，這樣對應的軟體驅動所要做的事情，就少了，這樣就有利於實現對應的OHCI的USB主控的驅動了，這點對於嵌入式系統來說，尤其重要，因為本身嵌入式系統就是資源有限，所以要儘量少的利用其他資源，比如CPU資源，去實現特點的功能，所以，傾向於採用對軟體資源要求少的OHCI，而不是UHCI，否則用了UHCI的USB主控的話，需要實現對應的驅動，軟體要做的事情太多，不利於在嵌入式系統這有限的資源環境下實現。

1.1.1.3. OHCI和UHCI技術細節上的區別

關於OHCI和UCHI在技術細節方面，更加詳細的區別主要有這些：

1. 單幀內的stage的個數

   對於控制傳輸來說：

   • OHCI：在單個幀內，可以排程多個stage；
   • UHCI：在單個幀內，只調度一個stage。
2. 單幀內的transaction的個數

   對於最大資料包大小小於64位元組的Bulk端點來說：

   • OHCI：單個幀內，可能會有多個transaction。
   • UHCI：單個幀內，不超過一個transaction；
3. 輪詢的頻率
   • OHCI：即使端點描述符中，已經指定了最大延遲是255ms，但是OHCI主控還是會，至少每32ms就去輪詢一次中斷端點
   • UHCI：UHCI主控可以支援，但是不是必須要支援，更低頻率地輪詢

1.1.2. EHCI

EHCI，Enhanced Host Controller Interface。

簡單說就是，EHCI定義了USB 2.0的主機控制器的規範，定義了USB 2.0的主控，需要包括哪些硬體實現，需要實現哪些功能，其也對應著對應的系統軟體，所面對的是哪些介面。

EHCI對USB主控的定義，詳細到了暫存器的級別了，即定義了你USB主控，都要實現哪些對應的功能和對應的暫存器有哪些，分別是何種功能等。然後對應的軟體驅動人員，去寫USB主控的驅動的時候，也就清楚有哪些可以利用的系統資源，如何去使用這些資源，讀取，設定對應的暫存器，實現對應的功能了。

對應的EHCI規範，可以去Intel的官網找到：

EHCI Specification

1.1.3. xHCI

xHCI，Extensible Host Controller Interface

同EHCI是針對USB 2.0類似，xHCI是針對的USB 3.0規範。也是定義了USB 3.0主控需要如何實現，需要包含哪些功能，也是提供了暫存器級別的定義。

對應的xHCI規範，可以去Intel的官網找到：

Extensible Host Controller Interface (xHCI) Specification for USB 3.0

1.1.4. OHCI，UHCI，EHCI，xHCI的區別和聯絡

針對上述的解釋，對USB的不同型別的主機控制器，簡要概括如下：

下表，不同USB控制器型別OHCI，UHCI，EHCI，xHCI的區別和聯絡

1.2. USB介面的引腳定義

USB介面的物理上的對應的引腳和對應含義等，可用下表概括：

下表為 USB 1.x/2.0的引腳定義

注：通常USB1.x/2.0裡面的塑料是黑色或白色的。

下表為USB 3.0的引腳定義

注：USB3.0是向前相容的，所以多出來的5根線是在裡面母口的裡面，通常塑料硬體是藍色的。

1.3. USB的介面（connector）型別

由於USB的產生就是為了支援眾多種應用的，而由於各種應用中，對於硬體介面的大小也有一些限制，比如有些小型裝置或者移動式裝置中，介面不能太大等，所以而設計出多種型別的介面，用於不同的應用。

在介紹插頭和插座之前，先多解釋一下，基本的叫法。

插頭，plug，對應的也叫公口，即插別人的；

插座，receptacle，對應也叫做母口，即被插的；

對上述解釋，想多了的，面壁去；沒想多的，繼續看技術介紹。

下面就來簡單的介紹一下不同的USB介面型別，即各種不同的插頭插座：

USB的介面型別，根據介面形狀不同，主要可以分為三大類：

1. 普通的硬體直接叫做Type
2. 然後有小型版本的叫Mini迷你的
3. 和更加小的，叫做Micro微小的

其中每一種大類中，又都可以分為兩類

1. A類（Type A）
2. B類（Type B）
3. C類（Type C）

下面就用表格的形式，詳細對比USB的各種介面，包括對應的插頭和插座：

下表USB介面分類

USB介面（插頭）概覽	大的分類	細分	特點	插頭圖片示例	對應的插座	常見用途
	Type	Type A	長方形			普通PC端
		Type B	內部正方近乎形，外部是梯形			USB裝置的介面
		Type C	長方形加兩邊的半圓形			新一代的手機和電腦介面
	Mini	Mini A	小型版的梯形			數碼相機，行動硬碟等移動裝置
		Mini B	小型版的長方形
	Micro	Micro A	比Mini更扁			手機等移動裝置
		Micro B

	提示
	目前多數手機廠商已宣佈統一使用Micro USB和Type C介面作為手機充電器標準介面。 因為Type C是在2017年初開始使用的，從指定之初就男足USB3.0男足的要求，同時也插入方向也沒有要求，所以目前是大的趨勢。