一 . 枚举详细过程
USB主机在检测到USB设备插入后,就要对设备进行枚举了。为什么要枚举呢?枚举就是主机host从设备读取一些信息,知道设备是什么样的设备,如何进行通信,这样主机就可以根据这些信息来加载合适的驱动程序。调试USB设备,很重要的一点就是USB的枚举过程,只要枚举成功了,那么就已经成功大半了。
在说枚举之前,先大概说一下USB的一种传输模式——控制传输。这种传输在USB中是非常重要的,它要保证数据的正确性,在设备的枚举过程中都是使用控制传输。控制传输分为三个过程:①建立过程。②可选的数据过程。③状态过程。建立(Setup)过程都是由USB主机发起,它开始于一个Setup令牌包,后面紧跟一个DATA0包。如果是控制输入传输,那么数据过程就是输入数据;如果是控制输出传输,那么数据过程是输出数据。如果在设置过程中,指定了数据长度为0,则没有数据过程。数据过程之后是状态过程。状态过程刚好与数据过程的数据传输方向相反:如果是控制输入传输,则状态过程是一个输出数据包;如果是控制输出传输,则状态过程是一个输入数据包。状态阶段用来确认所有的数据都已经正确传输。
好了,下面我们来看看枚举的详细过程。
1)首先,USB主机检测到USB设备插入后,就会先对设备复位。设备复位后,USB主机就会对地址为0的设备发送获取设备描述符的标准请求。所有的USB设备在总线复位后其地址都为0,这样主机就可以跟那些刚刚插入的设备通过地址0通信。主机在建立阶段发出获取设备描述符的输入请求,设备收到该请求后,在数据过程将设备描述符返回给主机。主机在成功获取到一个数据包的设备描述符后并且确认没有什么错误后(注意:有些USB设备的端点0大小不足18字节(但至少具有8字节),而标准的设备描述有18字节,在这种情况下,USB设备只能暂时按最大包将部分设备描述符返回,而主机在成功获取到前面一部分描述符后,就不会再请求剩下的设备描述符部分,而是进入设置地址阶段),就会返回一个0长度的状态数据包给设备。
2)然后主机再对设备复位一下,接下来就会进入到设置地址阶段。这时USB主机发出一个设置地址的请求(建立过程,设置地址无数据过程),地址包含在建立包中,具体的地址USB主机会负责管理,它会分配一个唯一的地址给新的设备。USB设备在收到地址后,返回0长度的状态包,主机收到0长度的状态包之后,会返回一个ACK给设备。设备在收到这个ACK之后,就可以启用新的地址了。这样设备就分配到了一个唯一的设备地址,以后主机就通过它来进行访问该设备。
3)然后主机再次获取设备描述符.这次跟第一次可能有点不一样,首先是主机不再使用地址0来访问设备,而是用新的设备地址;另外这次需要获取完全部的18个字节的设备描述符。当然,如果你的端点0缓冲大于18字节的话,那就跟第一次的情形一样了,如果端点0的最大包长度小于18个字节,那就会有多次请求数据输入(即发送多个IN令牌包)。
4)主机就会获取配置描述符。配置描述符总共为9字节。主机在获取到配置描述符后,根据里面的配置集合总长度,再获取配置集合。配置集合包括配置描述符,接口描述符,端点描符等等,接口描述符,端点描述符是不能单独获取的,必须跟随配置描述以一个集合的方式一并返回。
如果有字符串描述符的话,还要获取字符串描述符。另外HID设备还有HID描述符等。使用BUSHOUND以及通过串口返回信息,很容易看到具体的过程。总之是主机请求什么,你的程序就响应什么。
二 . 枚举大致过程
包有如下分类:
分别是令牌包、数据包、握手包和特殊包(其实是由PID决定的)
令牌包:可分为输入包、输出包、设置包和帧起始包(注意这里的输入包是用于设置输入命令的,输出包是用来设置输出命令的,而不是放据数的)其中输入包、输出包和设置包的格式都是一样的:
SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5(五位的校验码)
帧起始包:
SYNC+PID+11位FRAM+CRC5(五位的校验码)
数据包:分为DATA0包和DATA1包,当USB发送数据的时候,当一次发送的数据长度大于相应端点的容量时,就需要把数据包分为好几个包,分批发送,DATA0包和DATA1包交替发送,即如果第一个数据包是DATA0,那第二个数据包就是DATA1。但也有例外情况,在同步传输中(四类传输类型中之一),所有的数据包都是为DATA0,格式如下:
SYNC+PID+0~1023字节+CRC16
握手包:结构最为简单的包,格式如下
SYNC+PID
Transfer(传输)后的 Control :表示的是属与控制传输,这个位置还能是Interrupt 中断传输,bulk 批量传输,isochronous 等时传输
Descriptors :描述符
Setup : 表示的是设置事务,还能是 IN 和 OUT
Packet 有Setup,DATA,ACK等包,注意数据包里的位数是16进制的