¿Cuál es la diferencia entre el concentrador raíz de usb y el controlador de host usb?

Puede tener más de un concentrador raíz, por lo que no, no es el punto donde se unen todos los concentradores. Podría ser más conveniente pensar en el concentrador raíz como uno de los varios puntos de partida para la enumeración.

El concentrador de raíz es una pieza de hardware. Más específicamente, es una parte del controlador host (que puede ser un chip separado o una parte del chipset).

Las interfaces que usted menciona son Interfaces de Controlador de Host (HCI), es decir, interfaces de controlador de host, no concentrador de raíz. Básicamente, son registros a los que puede acceder el software para comunicarse con el controlador del host.

A partir de lo anterior, no creo que el término "intermediario" sea aplicable como lo imaginó.

ACTUALIZACIÓN:

Aquí hay un análogo simple para ilustrar las relaciones:

Un vehículo es un controlador. Tiene una interfaz (pedales) que el software (controlador) puede usar para operar el controlador. También tiene un motor (concentrador raíz) que realiza parte esencial de la funcionalidad del automóvil.

Se puede decir que el conductor opera un motor con pedales, y eso sería correcto pero no preciso, porque hay varias partes entre los pedales y un motor. Estas partes corresponden a los circuitos lógicos internos del controlador.

Por lo tanto, una declaración más precisa sería "el conductor controla el auto con pedales, volante y un stick, y como el motor es parte del auto, hace su trabajo compartido en todo el proceso de manejo". En una computadora, los términos se traducirían en "el software controla el controlador host mediante HCI, y como el concentrador raíz es parte del controlador host, hace su parte de trabajo en la comunicación USB compatible".

Un concentrador USB normal es un dispositivo USB que puede dividir el tráfico USB desde un enlace (ascendente) a varios puertos descendentes, y mux el tráfico próximo de muchos puertos en uno ascendente. Para hacerlo, cada concentrador tiene una tubería de control especial que controla las funciones del puerto, como conectar / desconectar / suspender / reanudar / deshabilitar, etc. Estas funciones se controlan a través de transacciones de control de tipo USB, que se dirigen a cada puerto en particular, todas usando un paquete USB Protocolo de token. Este protocolo funciona hasta cualquier nivel válido de concentrador central, y cada puerto tiene bits de estado bien definidos dentro de las respuestas de USB.

Un concentrador raíz realiza una función similar, excepto (a) que el flujo ascendente está asociado directamente con la tubería / bus del controlador host, y (b) varios bits de estado de cada puerto se asignan directamente a registros de 32 bits en el espacio PCI del host. Esta es una pieza de hardware.

Sin embargo, para mantener la compatibilidad bit a bit entre TODOS los puertos en el árbol USB y proporcionar acceso universal a todos los puertos, el software del controlador del controlador del host generalmente tiene una capa especial que convierte los estados de control de puertos basados en registros (PORTSC) en un USB estándar Formato de estado del puerto. Esto se ilustra en la siguiente forma documentación de Microsoft .

donde creo que la capa circulada proporciona esta traducción de estado de puerto. Después de eso, el sistema no reconoce ninguna diferencia entre un puerto concentrador raíz y cualquier puerto concentrador normal.

Este es un detalle de implementación, en su mayor parte.

Los concentradores USB implementan la detección de inserción / extracción, el control de alimentación del puerto y el lado ascendente del protocolo de enumeración que se usa antes de que se asigne un número al dispositivo.

Se requiere la misma funcionalidad para cada puerto downstream USB, ya sea que esté directamente conectado al controlador o sea parte de un dispositivo separado, y sería tonto tener dos especificaciones diferentes.