USB基礎(chǔ)知識(shí)

問題五：標(biāo)識(shí)碼有哪些？

答案五：如同前面所說的標(biāo)識(shí)碼由四位數(shù)據(jù)組成，因此可以表示十六種標(biāo)識(shí)碼，在USB1.1規(guī)范里面，只用了十種標(biāo)識(shí)碼，USB2.0使用了十六種標(biāo)識(shí)碼，標(biāo)識(shí)碼的作用是用來說明包的屬性的，標(biāo)識(shí)碼是和包聯(lián)系在一起的，首先簡單介紹一下數(shù)據(jù)包的類型，數(shù)據(jù)包分為令牌包、數(shù)據(jù)、握手包和特殊包四種（具體分類請看問題七），標(biāo)識(shí)碼分別有以下十六種：

令牌包 :

0x01? 輸出(OUT）啟動(dòng)一個(gè)方向?yàn)橹鳈C(jī)到設(shè)備的傳輸，并包含了設(shè)備地址和標(biāo)號

0x09? 輸入 (IN) 啟動(dòng)一個(gè)方向?yàn)樵O(shè)備到主機(jī)的傳輸，并包含了設(shè)備地址和標(biāo)號

0x05? 幀起始（SOF）表示一個(gè)幀的開始，并且包含了相應(yīng)的幀號

0x0d? 設(shè)置（SETUP）啟動(dòng)一個(gè)控制傳輸，用于主機(jī)對設(shè)備的初始化

數(shù)據(jù)包 :

0x03? 偶數(shù)據(jù)包（DATA0），

0x0b? 奇數(shù)據(jù)包（DATA1）

握手包:

0x02? 確認(rèn)接收到無誤的數(shù)據(jù)包（ACK）

0x0a? 無效，接收（發(fā)送）端正在忙而無法接收（發(fā)送）信息

0x0e? 錯(cuò)誤，端點(diǎn)被禁止或不支持控制管道請求

特殊包 0x0C? 前導(dǎo)，用于啟動(dòng)下行端口的低速設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸

問題六：USB主機(jī)是如何識(shí)別USB設(shè)備的？

答案六：當(dāng)USB設(shè)備插上主機(jī)時(shí)，主機(jī)就通過一系列的動(dòng)作來對設(shè)備進(jìn)行枚舉配置（配置是屬于枚舉的一個(gè)態(tài)，態(tài)表示暫時(shí)的狀態(tài)），這些態(tài)如下：

1、接入態(tài)（Attached）：設(shè)備接入主機(jī)后，主機(jī)通過檢測信號線上的電平變化來發(fā)現(xiàn)設(shè)備的接入；

2、供電態(tài)（Powered）：就是給設(shè)備供電，分為設(shè)備接入時(shí)的默認(rèn)供電值，配置階段后的供電值（按數(shù)據(jù)中要求的最大值，可通過編程設(shè)置）

3、缺省態(tài)（Default）：USB在被配置之前，通過缺省地址0與主機(jī)進(jìn)行通信；

4、地址態(tài)（Address）：經(jīng)過了配置，USB設(shè)備被復(fù)位后，就可以按主機(jī)分配給它的唯一地址來與主機(jī)通信，這種狀態(tài)就是地址態(tài)；

5、配置態(tài)（Configured）：通過各種標(biāo)準(zhǔn)的USB請求命令來獲取設(shè)備的各種信息，并對設(shè)備的某此信息進(jìn)行改變或設(shè)置。

6、掛起態(tài)（Suspended）：總線供電設(shè)備在3ms內(nèi)沒有總線操作，即USB總線處于空閑狀態(tài)的話，該設(shè)備就要自動(dòng)進(jìn)入掛起狀態(tài)，在進(jìn)入掛起狀態(tài)后，總的電流功耗不超過280UA。

問題七：剛才在答案四提到的標(biāo)準(zhǔn)的USB設(shè)備請求命令究竟是什么？

答案七：標(biāo)準(zhǔn)的USB設(shè)備請求命令是用在控制傳輸中的“初始設(shè)置步驟”里的數(shù)據(jù)包階段（即DATA0，由八個(gè)字節(jié)構(gòu)成），請看回問答四的內(nèi)容。標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備請求命令共有11個(gè)，大小都是8個(gè)字節(jié)，具有相同的結(jié)構(gòu)，由5個(gè)字段構(gòu)成（字段是標(biāo)準(zhǔn)請求命令的數(shù)據(jù)部分），結(jié)構(gòu)如下（括號中的數(shù)字表示字節(jié)數(shù)，首字母bm,b,w分別表示位圖、字節(jié)，雙字節(jié)）：

bmRequestType(1)+bRequest（1）+wvalue（2）+wIndex（2）+wLength（2）

各字段的意義如下：

1、bmRequestType：D7D6D5D4D3D2D1D0

D7=0主機(jī)到設(shè)備

=1設(shè)備到主機(jī)；

D6D5=00標(biāo)準(zhǔn)請求命令

??? =01 類請求命令

??? =10用戶定義的命令

=11保留值

D4D3D2D1D0=00000 接收者為設(shè)備

????????? =00001 接收者為設(shè)備

????????? =00010 接收者為端點(diǎn)

????????? =00011 接收者為其他接收者

????????? =其他? 其他值保留

2、bRequest：請求命令代碼，在標(biāo)準(zhǔn)的USB命令中，每一個(gè)命令都定義了編號，編號的值就為字段的值，編號與命令名稱如下（要注意這里的命令代碼要與其他字段結(jié)合使用，可以說命令代碼是標(biāo)準(zhǔn)請求命令代碼的核心，正是因?yàn)檫@些命令代碼而決定了11個(gè)USB標(biāo)準(zhǔn)請求命令）：

0） 0? GET_STATUS：用來返回特定接收者的狀態(tài)

1） 1? CLEAR_FEATURE：用來清除或禁止接收者的某些特性

2） 3? SET_FEATURE：用來啟用或激活命令接收者的某些特性

3） 5? SET_ADDRESS：用來給設(shè)備分配地址

4） 6? GET_DEscriptOR：用于主機(jī)獲取設(shè)備的特定描述符

5） 7? SET_DEscriptOR：修改設(shè)備中有關(guān)的描述符，或者增加新的描述符

6） 8? GET_CONFIGURATION：用于主機(jī)獲取設(shè)備當(dāng)前設(shè)備的配置值（注同上面的不同）?

7） 9? SET_CONFIGURATION：用于主機(jī)指示設(shè)備采用的要求的配置

8） 10? GET_INTERFACE：用于獲取當(dāng)前某個(gè)接口描述符編號

9） 11? SET_INTERFACE：用于主機(jī)要求設(shè)備用某個(gè)描述符來描述接口

10） 12 SYNCH_FRAME：用于設(shè)備設(shè)置和報(bào)告一個(gè)端點(diǎn)的同步幀

以上的11個(gè)命令要說得明白真的有一匹布那么長，請各位去看書吧，這里就不多說了，控制傳輸是USB的重心，而這11個(gè)命令是控制傳輸?shù)闹匦模赃@11個(gè)命令是重中之重，這個(gè)搞明白了，USB就算是入門了。

問題八：在標(biāo)準(zhǔn)的USB請求命令中，經(jīng)常會(huì)看到Descriptor，這是什么來的呢？

回答八：Descriptor即描述符，是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以通過C語言等編程實(shí)現(xiàn)，并存儲(chǔ)在USB設(shè)備中，用于描述一個(gè)USB設(shè)備的所有屬性，USB主機(jī)是通過一系列命令來要求設(shè)備發(fā)送這些信息的。它的作用就是通過如問答節(jié)中的命令操作來給主機(jī)傳遞信息，從而讓主機(jī)知道設(shè)備具有什么功能、屬于哪一類設(shè)備、要占用多少帶寬、使用哪類傳輸方式及數(shù)據(jù)量的大小，只有主機(jī)確定了這些信息之后，設(shè)備才能真正開始工作，所以描述符也是十分重要的部分，要好好掌握。標(biāo)準(zhǔn)的描述符有5種，USB為這些描述符定義了編號：

1——設(shè)備描述符

2——配置描述符

3——字符描述符

4——接口描述符

5——端點(diǎn)描述符

上面的描述符之間有一定的關(guān)系，一個(gè)設(shè)備只有一個(gè)設(shè)備描述符，而一個(gè)設(shè)備描述符可以包含多個(gè)配置描述符，而一個(gè)配置描述符可以包含多個(gè)接口描述符，一個(gè)接口使用了幾個(gè)端點(diǎn)，就有幾個(gè)端點(diǎn)描述符。這間描述符是用一定的字段構(gòu)成的，分別如下說明：

1、設(shè)備描述符

struct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT

{

?BYTE bLength;????????? //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12

?BYTE bDescriptorType;? //描述符類型編號，為0x01

?WORD bcdUSB;?????????? //USB版本號

?BYTE bDeviceClass;???? //USB分配的設(shè)備類代碼，0x01~0xfe為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備類，0xff為廠商自定義類型

??????????????????????? //0x00不是在設(shè)備描述符中定義的，如HID

??? BYTE bDeviceSubClass;?? //usb分配的子類代碼，同上，值由USB規(guī)定和分配的

??? BYTE bDeviceProtocl;??? //USB分配的設(shè)備協(xié)議代碼，同上

??? BYTE bMaxPacketSize0;?? //端點(diǎn)0的最大包的大小

??? WORD idVendor;????????? //廠商編號

??? WORD idProduct;???????? //產(chǎn)品編號

??? WORD bcdDevice;???????? //設(shè)備出廠編號

??? BYTE iManufacturer;???? //描述廠商字符串的索引

??? BYTE iProduct;????????? //描述產(chǎn)品字符串的索引

??? BYTE iSerialNumber;???? //描述設(shè)備序列號字符串的索引

??? BYTE bNumConfiguration; //可能的配置數(shù)量???

}

2、配置描述符

struct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT

{

?BYTE bLength;????????? //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12

?BYTE bDescriptorType;? //描述符類型編號，為0x01

?WORD wTotalLength;???? //配置所返回的所有數(shù)量的大小

?BYTE bNumInterface;??? //此配置所支持的接口數(shù)量

?BYTE bConfigurationVale;?? //Set_Configuration命令需要的參數(shù)值

?BYTE iConfiguration;?????? //描述該配置的字符串的索引值

?BYTE bmAttribute;????????? //供電模式的選擇

?BYTE MaxPower;???????????? //設(shè)備從總線提取的最大電流

}

3、字符描述符

struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT

{

?BYTE bLength;????????? //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12

?BYTE bDescriptorType;? //描述符類型編號，為0x01

?BYTE SomeDescriptor[36];????????? //UNICODE編碼的字符串

}

4、接口描述符

struct _INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT

{

?BYTE bLength;????????? //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12

?BYTE bDescriptorType;? //描述符類型編號，為0x01

?BYTE bInterfaceNunber; //接口的編號

?BYTE bAlternateSetting;//備用的接口描述符編號

?BYTE bNumEndpoints;??? //該接口使用端點(diǎn)數(shù)，不包括端點(diǎn)0

?BYTE bInterfaceClass;? //接口類型

?BYTE bInterfaceSubClass;//接口子類型

?BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的協(xié)議

?BYTE iInterface;??????? //描述該接口的字符串索引值

}

5、端點(diǎn)描述符

struct _ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT

{

?BYTE bLength;????????? //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12

?BYTE bDescriptorType;? //描述符類型編號，為0x01

?BYTE bEndpointAddress; //端點(diǎn)地址及輸入輸出屬性

?BYTE bmAttribute;????? //端點(diǎn)的傳輸類型屬性

?WORD wMaxPacketSize;?? //端點(diǎn)收、發(fā)的最大包的大小

?BYTE bInterval;??????? //主機(jī)查詢端點(diǎn)的時(shí)間間隔