USB 集线器HUB

通过USB集线器，可以很简单的实现主机扩展USB设备的数量。
在USB协议规范中，USB集线器作为了一种特殊的设备在存在，USB规范专门为其定义了一种设备类。

基本定位

• USB 集线器：将1 个上行口扩展为多个下行口，工作在物理层，仅做信号转发，非交换机/路由器。
• USB3 集线器 = 盒内集成USB2 集线器 + 超高速集线器；链路中任一环节为 USB2 时，仅以 USB2 模式工作。

USB2 集线器关键特性

• 仅2 个端点：默认控制端点、状态变化中断端点。
• 核心职责：下行端口状态管理（连接、供电、复位、速度、过流等）。
• 配置流程：获取配置描述符 → 设置配置 → 获取集线器描述符 → 初始化端口数等参数。

USB集线器的结钩

集线器由6个组件组成：

• 上行端口：用于连接上层的USB集线器或者根集线器。
• 下行端口：用于连接下层的USB功能设备或扩展的USB集线器，是该接线器扩展出来的接口。
• 中继器：负责完成上行端口和下行端口这间的数据传输。
• 事务翻译器：用于SPILT事务进行处理，主要是将低速和全速的事务从高速传输中分离出来，提高USB总线的执行效率。
• 控制器：控制器是USB集线器的核心，用于状态控制和通讯控制。
• 路由选择器：用于对不同的下行端口数据通讯，分离进行控制。

  USB集线器应最少支持1个事务翻译器即单TT，也可以支持多个，通过bDeviceProtocol来确定。
  一个事务翻译器支持的是12Mbps,如果一个事务翻译器对应多个下行端口，则需要路由控制器来实现分发。注意这里的分发指的是实现的是高速split拆分出的低全速分发到下游端口，而高速部分的路由分发由中断器实现。

USB集线器带宽

当一个集线器的上行端口连接到运行于全速/低速的电气环境时，该集线器的高速功能将被禁用。这意味着集线器只能工作在全速/低速模式下，事务转换器和高速中继器不会工作。在这种电气环境下，集线器中继器必须作为全速/低速中继器运行，路由逻辑将端口连接到集线器中继器。

当集线器的上行端口连接到运行于高速的电气环境时，全速/低速集线器中继器不工作。在这种电气环境下，如果在下行端口上连接了高速设备，路由逻辑会将该端口连接到集线器中继器，并且集线器中继器必须作为高速中继器运行。此时，如果在下行端口上连接了全速/低速设备，路由逻辑必须将该端口连接到事务转换器。

USB集线器分类

USBIF为USB集线器专门分配了一处分类号0x09，并且并没有设备子类bDeviceSubClass和设备协议号bDeviceProtocl。

bDeviceSubClass和bDeviceProtocl必须为0。

USB集线器的描述符

USB集线器是一类特殊的USB设备，除了支持USB设备描述符外，还得支持一些USB集线器特有的USB标准请求。这些功能主要包括如下：

• USB集线器设备描述符：USB集线器的设备描述符和USB设备的设备描述符类似，不过该描述符的子段主要定义了USB集线器的功率和分类等非常少的信息。
• 接口和扩展端点：表示了USB集线器的接口和端点特性
• USB集线器设备类请求：USB集线器除了支持常用的一些USB标准请求外，还得支持集线器特有的标准请求。