USB学习系列之三——USB设备的枚举

2.在USB设备的枚举过程中使用了控制传输，这种传输保证数据传输的正确性。控制传输分为：建立过程（主机发起）、可选的数据过程和状态过程。

3.控制传输解析：

（1）主机发起建立过程，建立过程开始于一个SETUP令牌包，后面紧跟一个DATA0数据包，接着就是数据过程。

（2）如果是控制读传输，那么数据过程就是输入数据（相对于USB主机来说的）；如果是控制写传输，那么数据过程就是输出数据。如果在建立过程中指定了数据长度为0，那么就没有数据过程。数据过程之后是状态过程。

（3）状态过程刚好与数据过程的数据传输方向相反：如果是控制读传输，则状态过程是一个输出数据包（相对于USB主机来说的）；如果是控制写传输，则状态过程是一个输入数据包。状态过程是用来确认所有的数据是否都已经正确传输完成。

4.枚举过程的解析：

（1）复位并读取端点0最大包长度：

主机监测到设备插入后，首先对设备进行复位（也就是将差分数据线同时拉低一段时间，因为差分数据线正常状态是一高一低）。USB设备复位之后地址为0，USB主机往地址为0的设备的端点0发送获取设备描述符的标准请求（这是一个控制传输的建立过程）。设备收到请求后，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并且确认没有错误后，就会返回一个0长度的确认数据包（状态过程）。然后就会进入到设置地址的阶段。

注意：标准的设备描述符有18个字节，但是有些USB设备端点0大小不足18字节，理论上说USB主机只有通过多次读取才能读取到18字节的数据，但是在此阶段USB主机仍然只读取一次，这一次读取的数据大小最小为8字节（USB协议规定端点0至少为8字节），在这8字节的数据中已经包含了USB主机在这个阶段需要知道的信息，也就是端点0的最大包长度。端点0的最大包长度存放于设备描述符的第8字节处。

（2）地址设置

USB主机往地址为0的设备的端点0发送一个设置地址的请求（建立过程），新的设备地址包含在建立过程的数据包中。具体的地址由USB主机负责管理，主机会分配一个唯一的地址给刚接入的设备。USB设备在收到这个建立过程之后就直接进入到状态过程，因为这里数据过程是不需要的。设备等待主机请求状态返回（一个输入令牌包），收到输入令牌包后，设备就返回0长度的状态数据包。如果主机成功接收到该状态包，就会发送应答包ACK（确认字符）给设备，设备收到ACK之后，就要启用新的地址，以后主机就通过这个地址来访问该设备。

注意：D12USB接口芯片会自动等待ACK之后才启用新的地址，所以要在返回0长度的状态包之前，将地址写到D12芯片的地址寄存器中。

（3）获取设备描述符

使用新的地址，获取完整的18字节的设备描述符。如果端点0的最大包长小于18字节，那么就会有多多次请求数据输入。

（4）主机获取配置描述符和配置集合

配置描述符总共为9字节。主机在获取到配置描述符之后就获取配置集合。

（5）获取字符串描述符等其他的描述符。

注意：设备返回的数据长度可以小于主机请求的长度。