USB端点，管道

USB的端点是硬件

管道是逻辑上的（抽象出来的概念）

从逻辑上讲 USB数据的传输是通过管道进行的，USB系统软件通过默认控制管（与端点0相对应的管道）管理设备，设备驱动程序通过其它的管道来管理设备的功能接口，实现数据交互。下图是一个简化的USB通信框图，体现了USB通信系统中数据流、端点、主机内存缓冲区和管道之间的关系。

4.5.1 USB设备端点
端点是USB设备端的概念。端点是设备内部的数据传输终点，实际上就是一个数据缓冲区（Buffer），是真实的物理单元。这些端点在设备出厂时就已定义好的，每一个端点都有唯一的地址和属性。

在USB主机看来，每个USB设备就是端点的集合，主机只能通过端点与设备进行通讯。设备支持端点的数量是有限的，除默认端点外（端点0），低速设备最多支持 2 组端点（2 个输入（IN），2 个输出（OUT）），高速和全速设备最多支持 15 组端点。

USB端点按功能可分为控制端点和数据端点。

控制端点在USB设备端就是0地址端点。每个USB设备都必须包括一个USB控制端点，并且这个端点是双向的，其主要功能是主机实现对设备的配置。

数据端点用于数据的传输，一个 USB 设备可以包括若干个数据端点，不同的端点以端点编号和方向区分，不同的端点有不同的特性，可以支持不同的传输类型、访问间隔以及最大数据包大小等。数据端点只支持一个方向的数据传输。

端点的上述特性通过端点描述符来体现。

4.5.2 USB管道

USB数据的传输，宏观的看来是在主机和设备之间进行；微观的看是在主机软件Buffer和设备端点之间进行，可以认为USB 通讯就是主机软件Buffer和设备端点之间的数据交换，交换的通道即称为管道。

管道是USB在软件层面上的一个抽象概念。管道代表主机软件buffer和设备端点之间移动数据的能力，是对USB设备端点的软件抽象，它包括USB设备端点的所有信息，比如带宽使用、传输类型、传输方向和最大有效数据长度等。

USB管道有两种类型：

流管道（Stream Pipe）：通过管道传输的数据没有USB定义的结构，只支持单向传输，即IN或OUT。流管道支持中断传输、同步传输和批量传输。

信息管道（Message Pipe）：通过管道移动的数据具有一些USB定义的结构。允许数据双向流动并且仅支持控制传输。

管道随着主机和设备的连接的建立而建立，当移除设备时，管道也跟着被移除。任何USB设备一旦上电就存在一个信息管道，即默认控制管道（Default Control Pipe），此管道使用端点0，USB 主机通过该管道来获取设备的描述、配置、状态，并对设备进行配置，USB 设备的即插即用特性即依赖于此。

总结起来，USB端点是物理层面上设备实际执行数据收发工作的硬件实体，而USB管道则是软件层面上抽象出的一种逻辑结构，它封装了与某个特定端点交互的所有细节，使得主机操作系统能够高效地管理和控制与USB设备的数据通信。

4.6 USB即插即用功能

所谓即插即用（Plug & Play）主要包含两个方面的内容：一是热插拔，一是枚举。热插拔由物理层实现，而枚举则主要依靠软件协议实现。

4.6.1 热插拔

热插拔即带电拔插，是指设备能够带电接入或者移出正在工作的系统，而不影响系统工作的技术。

USB采用四线电缆来传输信号，如上图所示，其中D+ 和 D- 是一对差分信号线，使用3.3V 的电平，VBus 是5V的电源。