我所了解的一些通信上的知識

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首先還是提醒，這是不完全嚴謹的介紹性文章。

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讓我們先從最常見的USB通信開始。如上圖，我們從USB介面上來看，它是擁有一對差分傳輸線，供電電壓為5V的四線模型。上面這張圖是各種不同的USB介面，它的實際協議是相同的，USB3.0和2.0是有區別的，它能夠實現全雙工傳輸。

USB設備可以分為HID，CDC等類型，設備的類型根據ID來區分。舉個例子如下：

噢噢，忘了，先提醒一下，如果需要實際進行USB協議的修改或者更為複雜的開發，需要到USB.org - Welcome去下載協議的詳細資料，不過99.999%的人一輩子是不用接觸的。

參考下面這張圖，這是每個USB設備都會有的結構，網上都有，暫找不到原圖作者，侵刪。USB協議中比較重要的概念是設備描述符，它是圖中這樣的結構。每個設備包含配置，介面和端點3層。

其中，配置是用來告訴主機這個設備具體有多少種可能的功能組合。介面是用來描述這個設備中一種功能的類型。端點是介面中具體用來傳輸數據的虛擬出口，每個端點擁有固定的傳輸方向。

較少有設備有多個配置，舉個例子，安卓手機一般會有這樣的功能，比如「管理照片」和「管理文件」一般屬於不同的配置，甚至有些還可以充當網卡。

端點又可以分為4類，分別是

控制端點，用來配置設備以及讀取設備狀態；

中斷端點，用來定時傳輸小批量的數據，比如滑鼠；

批傳輸端點，用來在不保證時限的情況下傳輸大量的數據，比如印表機；

同步端點，用來在保證帶寬的情況下傳輸大量的數據，比如USB音響之類的。

USB協議通常有這些特性是需要用戶和開發者注意的，如下：

不同版本的USB協議最重要的區別就是速度上的區別，而這裡的速度指的是整個主機，而不是單個從機設備；

通過不同的設備描述符，主機才能區分不同設備所實現的功能；

通常USB的傳輸距離是比較短的，2.0是5米，3.0是3米；

對於一個主機來說，能夠連接的設備最多是127個，這127個設備包括主機的根集線器以及級聯的集線器，級聯深度最大為7層；

每個設備能夠在一定限度內決定自己從主機中獲取的電流，USB2.0可以達到500mA，3.0有900mA。

通常要進行USB通信的開發，需要考慮自己是從什麼層級進行開發，如果沒有特殊需求，通常可以按照以下幾點：

如果有現成的使用USB通信的設備。商用的設備通常會提供Driver以及SDK進行開發，可以參考其Programming Manual
如果需要使用USB通信進行設備研發。通常在晶元級採用現成的自帶USB物理層的通信晶元，我所接觸的有CY68013A，這是世界上使用人數最多的；CP2103，USB模擬串口，使用簡單；PIC18F4550，實際上是單片機自帶USB通信引擎。
如果需要修改USB通信協議。那請考慮FPGA自行設計或者自研ASIC，好吧，看這篇文章的人不會需要這些方案的。FPGA應該有提供USB相關的IP核，這我不了解。

還是舉個例子，如果使用PIC18F4550進行數據通信，Microchip公司已經事先提供多種類型設備的工程項目，很多情況下直接使用即可，比如你需要製作一個「黑」鍵盤來實現一插入就能自動敲鍵來獲取管理許可權。但是該晶元由於各種限制，不適用於高速應用中。

軟體上如果需要和USB設備進行通信，需要考慮幾點：

1、Linux系統，請直接使用libusb庫，有些設備擁有驅動，可以更方便的收發數據。

2、Windows系統，考慮class類型。