人机界面设备

人机界面设备是一种类型的计算机装置通常由人类使用的需要输入从人类和给出输出至人类。

术语“ HID”最通常是指USB-HID规范。该术语是由Microsoft的Mike Van Flandern 提出的，当时他提议USB委员会创建一个人类输入设备类工作组。工作组更名为在汤姆·施密特的建议，人机接口设备类DEC因为所提出的标准支持双向通信。

采用HID标准主要是为了实现PC 输入设备的创新并简化安装此类设备的过程。在引入HID概念之前，设备通常遵循严格定义的鼠标，键盘和操纵杆协议; 例如，当时的标准鼠标协议支持相对的X轴和Y轴数据以及最多两个按钮的二进制输入，而没有传统的支持。所有的硬件创新都需要使现有协议中的数据使用量超负荷，或者需要创建自定义设备驱动程序以及向开发人员推广新协议。相比之下，所有HID定义的设备都提供自描述包，其中可能包含任意数量的数据类型和格式。计算机上的单个HID驱动程序可解析数据，并使数据I / O与应用程序功能实现动态关联，从而实现了快速的创新和发展，并使新的人机界面设备实现了多样化。

一个由数家知名公司的代表组成的工作委员会制定了HID标准。参与者列表显示在“人机接口设备（HID）的设备类定义” 文档中。自描述可扩展协议的概念最初是由Mike Van Flandern和Manolito Adan在Microsoft从事名为“ Raptor”的项目时提出的，并独立于Steve McGowan，后者在Forte从事Access Bus设备协议的工作。在消费者游戏开发者大会上比较笔记之后，史蒂夫和迈克同意就新兴的通用串行总线（USB）的新标准进行合作。

HID协议有其局限性，但是所有现代主流操作系统都可以识别标准的USB HID设备，例如键盘和鼠标，而无需专用的驱动程序。安装后，通常会在屏幕上显示“已识别出符合HID的设备”的消息。相比之下，对于通过USB之前的PS / 2 6针DIN连接器连接的设备，通常不会出现此消息。PS / 2通常不支持即插即用功能，这意味着将PS / 2键盘或鼠标连接到打开电源的计算机并不总是有效，并且可能会对计算机主板造成危害。同样，PS / 2标准不支持HID协议。的USB人机界面设备类描述了USB HID。

在HID协议中，有2个实体：“主机”和“设备”。设备是直接与人类互动的实体，例如键盘或鼠标。主机与设备进行通信，并根据人类执行的操作从设备接收输入数据。输出数据从主机流向设备，然后流向人员。主机的最常见示例是PC，但某些手机和PDA也可以是主机。

HID协议使设备的实现非常简单。设备定义其数据包，然后向主机提供“ HID描述符”。HID描述符是字节的硬编码数组，用于描述设备的数据包。这包括：设备支持多少个数据包，数据包的大小以及数据包中每个字节和位的用途。例如，带有计算器程序按钮的键盘可以告诉主机按钮的按下/释放状态存储为数据包编号4中第6个字节的第2位（注意：这些位置仅是说明性的，是特定于设备的） 。设备通常将HID描述符存储在ROM中，不需要本质上理解或解析HID描述符。当今市场上的某些鼠标和键盘硬件仅使用8位来实现CPU。

主机应该是比设备更复杂的实体。主机需要从设备检索HID描述符并对其进行解析，然后才能与设备完全通信。解析HID描述符可能很复杂。众所周知，在设备驱动程序最初向公众发布数年之后，多个操作系统已在设备驱动程序中发布了负责解析HID描述符的错误。^{[ 来源请求 ]}然而，这种复杂性就是为什么HID设备的快速创新是可能的原因。

• 键盘– HID使用情况表，使用情况页面7中定义的前256个键码（“用法”）中的任何一个都可以通过键盘使用引导协议进行报告，但是大多数系统仅处理这些键的子集。大多数系统支持IBM AT-101布局上的所有104键，以及为Microsoft Windows 95设计的三个额外键（左右Windows键以及Menu键）。）。许多系统还支持基本的西欧105，韩语106，巴西ABNT 107和日文DOS / V 109键布局上的其他键。“用法”页面7中未报告的按钮，旋钮和键不可用。例如，某个特定的美国键盘的QWERTY键将起作用，但计算器和注销键将不会起作用，因为它们是在“用法”第12页上定义的，并且无法在启动协议中报告。
• 鼠标–仅X轴，Y轴和前三个按钮可用。鼠标上的任何其他功能将不起作用。

引导模式的一种常见用法是在计算机引导序列的最初时刻。通常仅使用启动模式直接配置计算机的BIOS。有时会出现一条消息，通知用户该设备已安装正确的驱动程序，并且现在可以使用。

根据HID规范，设备在报告模式下被描述为一组控件或一组控件。控件由包含数据的字段和包含用法标签的另一个字段匹配。规范中将每个用法标记描述为构造函数建议的报告模式中描述的数据用法。

由于HID最初是通过USB定义的，因此HID现在也用于其他计算机通信总线中。这使得传统上只能在USB上找到的HID设备也可以在备用总线上使用。之所以这样做，是因为现有的对USB HID设备的支持通常可以比必须发明一种全新的协议来支持鼠标，键盘等更快地适应。使用HID的已知总线是：

• 蓝牙HID –用于通过蓝牙连接的鼠标和键盘
• 串行HID –用于Microsoft的Windows Media Center PC远程控制接收器。
• ZigBee输入设备– ZigBee（RF4CE）通过ZigBee输入设备配置文件支持HID设备。
• 基于I²C的 HID –用于Microsoft Windows 8 嵌入式设备
• HOGP（通过GATT的HID） –用于使用低功耗蓝牙技术连接的HID设备