多功能USB組合設備的結構設計

摘要：針對鼠標和鍵盤等人機接口設備存在功能單一的缺點，不能完全滿足現代社會的需求，提出了一種多功能USB設備的設計方法。多功能USB設備是一種復雜的USB設備，它雖然只有一個USB接口，但卻具有實現多種類型設備的功能。以USB多媒體鍵盤編碼器HT82K95E為核心，完成了兩種人機接口設備的枚舉過程。還對USB復合設備和USB組合設備兩種基本設計方法進行了比較，并對USB組合設備的實現進行了詳細的介紹。
關鍵詞：人機接口設備；HT82K95E；復合設備；組合設備

引言
隨著USB通信技術的不斷發展，USB接口得到了廣泛的應用。單一功能的USB設備，如USB鍵盤、USB鼠標、USB調制解調器等，已經不能滿足人們對USB設備功能的要求。多功能的USB設備正不斷涌現出來，常見的有帶話筒的USB攝像頭、USB可視電話等。因此，研究多功能USB設備對于滿足人們對新型USB設備的需求是十分必要的。

1 多功能USB設備的結構模型
多功能USB設備通常是通過單個或多個USB控制器連接不同類型的設備來實現的。而在一個USB接口上實現多個設備有兩種方法：一種是復合設備(Compound Device)，一種是組合設備(Composite Device)。圖1和圖2分別給出了復合設備和組合設備的結構模型。

實際上，USB設備應該被視為不同的功能。多個功能可以被封裝在一起形成一個物理設備。所以復合設備其實就是幾個設備通過一個USB Hub形成的單一設備，復合設備內的Hub和與Hub相連的各個功能會分配各自的設備地址。組合設備也就是具有多個接口的設備，每個接口代表一個獨立的設備，但是組合設備只有一個設備地址。
采用復合設備方法開發多功能USB設備時，其開發過程同開發兩種不同類型的USB設備相同，開發難度較低。本文重點介紹組合設備的設計方法，并舉例加以實現。

2 組合設備的設計方法
2．1 組合設備的特點
USB組合設備是指具有多個接口且接口間相互獨立的USB設備。一個USB設備只有一個設備地址，可以將不同的功能與不同的接口對應，來開發多功能USB設備。
組合設備采用一個USB控制芯片，同時接A設備和B設備。主機可以同時與A設備和B設備通信。