HID+CDC复合设备在WIN10的识别问题

1 问题现象

有客户使用STM32F405并参照ST官方USB标准库下的HID+CDC的示例代码做产品，发现在WIN7上使用得好好的，可放到WIN10上，CDC第一次能够识别，再次拔插后就不能再识别，且此后无论插拔多少次都无法再识别，除非再次上电，又会重复上述现象，只有板子上电后第一次才能正确被识别，后续均不行。

2 问题分析

客户使用 ST官方示例代码STM32_USB-Host-Device_Lib_V2.2.0\Project\USB_Device_Examples\Composite_Examples\CDC_HID_Composite（下载页面：

http://www.stmicroelectronics.com.cn/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32-standard-peripheral-library-expansion/stsw-stm32046.html）。当我尝试使用此示例代码重现客户所遇到的问题时，发现此代码在WIN7运行OK，但与客户不同的是，我测试到的情况是在WIN10下CDC一次都无法识别，HID却一直可以识别。

下面来分析下问题，既然WIN7下HID和CDC都能正常识别，放在WIN10上才不正常，那么初步可以判断，此问题可能与WIN10操作系统的USB主机驱动实现有关。

通过USB分析仪分析客户代码在WIN10下USB枚举异常的数据通讯：

Figure 1 第一次USB枚举过程

上图是客户代码第一次正常枚举的通讯数据，从图中可以看出，WIN10 USB主机在正常获取HID报告描述符后，紧接着会获取虚拟串口状态和设置波特率，这样就正常枚举结束了。我们再来看看采集到的异常USB枚举过程：

Figure 2 异常枚举过程

上图是WIN10下异常枚举过程。从图中可以看出，WIN10系统上USB主机在获取到设备描述符和配置描述符后直接将设备挂起了。很明显，WIN10系统的USB主机驱动实现对设备描述符或者配置描述符的内容并不认可，才会导致无法识别HID+CDC复合设备。

我们不妨检查下客户代码中的设备描述符：

Figure 3 获取的设备描述符

复合设备的class,subclass,protocol

必须为0xef,0x02,0x01,这里

VID=0x0483,PID=0x3256(Cube库下为0x5740,但这个不重要),接下来看配置描述符:

Figure 4 win10不能识别的配置描述符

由此可见，客户的描述符是HID interface + IAD + CDC interfaces结构。对于WIN7，这种结构可以识别，但对于WIN10，这种结构WIN10未必能够兼容，我们尝试在HID interface外部加上一层IAD结构，使其成为IAD1 + HID interface + IAD2 + CDC interfaces结构，此时客户的问题得以解决，在WIN10也可以正确识别了，修改后的描述符结构如下：

Figure 5 win10能够正确识别的配置描述符

结束本篇实战经验之前，让我们再次回顾IAD的概念：

IAD（Interface Association Descriptor），为USB设备定义了一个标准来表述捆绑在一个逻辑功能（比如这里的CDC虚拟串口）上的多个接口的聚合的方法。USB协会分配了一个设备级别的类编码（即图3中0xEF），使用IAD的设备必须使用它（如图3的设备描述符）；这样可以很容易在设备枚举时就能识别出采用了IAD的设备。IAD描述符通常放在它所要捆绑的多个接口的接口描述符之前。

3 结论

在WIN10系统中，建议复合设备每个逻辑功能的接口描述符前都搭载一个IAD描述符，不论这个逻辑功能是单个接口描述符完成（比如这里的HID功能）还是要由多个接口描述符完成（比如这里的CDC功能）。

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