通用串行总线 (USB)

项目
06/19/2023

本文档提供 USB 组件设计和开发建议。本文档的目标是使生态系统合作伙伴能够生成具有优化的 USB 功能的设备。

Windows 10 中的 USB 功能

Windows 10支持：

双角色控制器，可以用作 USB 主机或 USB 设备。例如，手机可以作为 USB 设备连接到 PC，也可以作为 USB 主机连接到其他 USB 外设。
USB 类型 C，可翻转、可逆 USB 连接器的大小与 USB micro-B 连接器大致相同。此外，USB 类型 C 还支持以下功能：
- USB 3.1 第二代 (10Gb/s)
- 功率输出，使设备和系统能够提供和消耗高达 20V、5A 的电源。
- 备用模式，使非 USB 协议（如 DisplayPort、Thunderbolt 或 MHL）能够使用 USB 类型 C 连接器。
- 标牌错误消息
USB 2.0、3.0 和现在的 USB 3.1，使 OEM 可以轻松地在各种控制器和外设中进行选择。
通用驱动程序可以针对在所有 Windows 10 设备（从物联网 IOT 设备到服务器）上运行的 USB 外设进行构建。

建议合作伙伴使用 Hardware Lab Kit 测试这些功能，并访问 USB 核心团队博客了解有关功能和 HLK 测试的更新信息，包括以下与 Windows 10 相关的帖子：

Windows 10 设备的 USB 方案

Windows 10 使硬件供应商能够创新并构建出色的双角色和 USB 类型 C 系统。下面演示了几个 Windows 10 中的 USB 功能支持的方案示例：

将专有扩展连接连接器替换为行业标准 USB 类型 C 连接器
通过 USB 类型 C 电流和/或功率输出加快充电速度
允许外部 USB 外设为系统充电
使用备用模式通过 USB 类型 C 输出视频/音频
连接 USB 外设到 Windows 移动设备
编写可与自定义 USB 外设交互的通用应用程序

example of new usb scenarios for a windows 10 desktop system

图 1：Windows 10 桌面系统的新 USB 方案示例

example of new usb scenarios for a windows 10 mobile device

图 2：Windows 10 移动设备的新 USB 方案示例

Windows 10 的 USB 指南

通常，USB 应“只”以最少的用户交互工作。
预期硬件/固件会进行与双角色、功率输出和备用模式功能一同引入的初始策略决策。
Windows 将进行策略调整以改善用户体验，并帮助用户在出现问题时排查问题。
合作伙伴应确保其 USB 硬件（例如系统、集线器、电缆或附件）可以与即将上市或已经上市的其他 USB 硬件进行互操作。我们鼓励参与 USB-IF 托管的互操作性和合规性事件。
我们建议支持 DisplayPort 备用模式，以通过 USB 类型 C 输出视频/音频。
对于带具有不同 USB 功能的多个 USB 端口的系统，我们建议向客户明确哪些端口具有哪些功能。例如，可以在 USB 端口旁印记图标来显示该端口支持备用模式和功率输出。
合作伙伴应遵循最新的 ACPI 规范，了解如何正确描述其 USB 端口，例如 _UPC 和 _PLD 方法。

USB 最低硬件要求

对于运行 Windows 10 的所有设备和计算机来说，USB 是可选的。 Windows 10 支持以下 USB 控制器：

功能控制器
主机控制器
双角色 OTG 控制器

有关 Windows 10 设备的完整硬件要求集，请参阅最低硬件要求。

USB 的 Windows 硬件兼容性计划规范

Windows 硬件兼容性计划利用 Windows Hardware Lab Kit (HLK) 中的测试，OEM 可以使用这些测试来帮助在诊断开发过程的早期诊断问题，确保驱动程序与 Windows 兼容，并选择性地认证设备或系统。 HLK 中的测试可以在任何 Windows 10 版本上验证双重角色和功能模式。

System.Fundamentals.SystemUSB.SystemExposesUSBPort Windows 硬件兼容性计划要求列出了推荐、支持或不支持的 USB 控制器类型。

从 Windows 8.1 起的 USB 的经维护指南

从 Windows 8.1 起的这些指南针对 Windows 10 进行了维护。

硬件

为了提高电源效率和性能，建议 USB 主机控制器至少与集成到 SoC 或芯片组的 XHCI 控制器 USB 3.0 兼容。操作系统支持标准 EHCI 和 XHCI 1.0 控制器，包括调试寄存器。如果主机控制器与已发布的标准规范不完全兼容，则必须记录偏差，并根据具体情况确定对主机控制器的支持。此外，调试功能对于 XHCI 主机控制器非常重要。

USB 主机控制器接口	注解
XHCI 1.0+Errata 或更高版本（包括调试功能）	从 2012 年 6 月开始，根据 Windows HLK 要求
EHCI	支持
OHCI/OHCI 伴侣控制器	不支持