这是一个相当宽泛的问题。USB 端口的硬件缓冲区通常位于哪里？我听说它们通常位于 USB 控制器中。我附上了一个看起来像是 USB 端口的通用图像。我看到每个端口都有一个大电容器，它们运行在两个不同的芯片上。这些芯片是“USB 控制器”吗？它们内部的硬件缓冲区是否包含在集成电路中？这个问题可以非常广泛地回答，答案不需要使用我附上的图像。
我问这个问题的原因：我正在尝试学习计算机的基本 I/O。我对 CPU 的工作原理（已在 VHDL 中从头开始模拟）、RAM 的工作原理（也模拟过）有很好的了解，下一步似乎是 I/O、中断的工作原理、内核中的中断处理程序的工作原理等。
答案1
USB 绝对不是学习基本 I/O 的最佳方式。它不是基础的，实际上它是一个非常先进和复杂的界面。它的规格并不广泛普及（你必须付费），等等。不过，让我描述一下照片上的设备以及它的缓冲区在哪里。
您看到的两个芯片是：上面的一个（上面有“TAIWAN”）是 Renesas μPD720210，4 端口 USB 3.0 集线器，而另一个（上面有“CHINA”）是 Renesas μPD720201，PCIe gen2 USB 3.0 xHCI 接口，内置 4 端口集线器。我建议您谷歌搜索它们的标记以查找和探索它们的数据表。
它们以菊花链形式连接，您可以轻松识别连接各种组件的电线。例如，您将看到的配置lsusb -t是两个外部端口（USB1 和 USB2）和内部端口出现在根集线器后面，第二个集线器连接到根集线器的剩余端口，并且它有四个端口，这些端口都是此卡上的外部端口（USB3 到 USB6）。（这是“7 端口 USB 集线器”的典型结构；我见过许多不同的此类设备，它们恰好都是菊花链中的两个 4 端口集线器。）
SATA 电源连接器仅用于供电；出于同样的原因，在旧的此类卡上，我们有 IDE 电源连接器（俗称“Molex 连接器”，尽管这也是 Molex 的发明）。
最后，是缓冲区。这个术语恰好存在一些歧义：
- 在电子学中，缓冲器是一种电路，用于调整源和接收器的阻抗和/或净化数字信号。针对不同的任务，有不同类型的缓冲器。事实上，这两种芯片都包含一些不同类型的电子缓冲器。
- 在计算机科学中，缓冲区是可以暂时保存数据的专用内存，在这种情况下，要么接收数据直到应用程序（OS）请求它，要么将要传输的数据放在这里。
“缓冲区”一词在第一个芯片数据表中只出现过一次，上下文是“为 I/O 缓冲区提供电源的引脚”。第二个芯片更复杂，因为它具有 PCIe 接口，该接口具有内存映射的寄存器，并且它实际上有一些 I/O 缓冲区。最好阅读 xHCI 规范以更好地了解如何访问 USB 缓冲区；例如，您可以查看此芯片的 Linux 驱动程序的源代码。它将揭示一些关于其工作原理的见解。