多功能USB组合设备的结构设计

摘要：针对鼠标和键盘等人机接口设备存在功能单一的缺点，不能完全满足现代社会的需求，提出了一种多功能USB设备的设计方法。多功能USB设备是一种复杂的USB设备，它虽然只有一个USB接口，但却具有实现多种类型设备的功能。以USB多媒体键盘编码器HT82K95E为核心，完成了两种人机接口设备的枚举过程。还对USB复合设备和USB组合设备两种基本设计方法进行了比较，并对USB组合设备的实现进行了详细的介绍。
关键词：人机接口设备；HT82K95E；复合设备；组合设备

引言
随着USB通信技术的不断发展，USB接口得到了广泛的应用。单一功能的USB设备，如USB键盘、USB鼠标、USB调制解调器等，已经不能满足人们对USB设备功能的要求。多功能的USB设备正不断涌现出来，常见的有带话筒的USB摄像头、USB可视电话等。因此，研究多功能USB设备对于满足人们对新型USB设备的需求是十分必要的。

1 多功能USB设备的结构模型
多功能USB设备通常是通过单个或多个USB控制器连接不同类型的设备来实现的。而在一个USB接口上实现多个设备有两种方法：一种是复合设备(Compound Device)，一种是组合设备(Composite Device)。图1和图2分别给出了复合设备和组合设备的结构模型。

实际上，USB设备应该被视为不同的功能。多个功能可以被封装在一起形成一个物理设备。所以复合设备其实就是几个设备通过一个USB Hub形成的单一设备，复合设备内的Hub和与Hub相连的各个功能会分配各自的设备地址。组合设备也就是具有多个接口的设备，每个接口代表一个独立的设备，但是组合设备只有一个设备地址。
采用复合设备方法开发多功能USB设备时，其开发过程同开发两种不同类型的USB设备相同，开发难度较低。本文重点介绍组合设备的设计方法，并举例加以实现。

2 组合设备的设计方法
2．1 组合设备的特点
USB组合设备是指具有多个接口且接口间相互独立的USB设备。一个USB设备只有一个设备地址，可以将不同的功能与不同的接口对应，来开发多功能USB设备。
组合设备采用一个USB控制芯片，同时接A设备和B设备。主机可以同时与A设备和B设备通信。