USB 枚举

发布者:SereneNature最新更新时间:2016-08-25 来源: eefocus关键字:USB  枚举 手机看文章 扫描二维码
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一,概述
现在很多的主控上都带有USB的功能,但是对于初学者来说,这方面应用还是比较棘手,因为usb的不但固件程序需要编写,PC端的驱动也要编写,而且驱动写好了还要写个上位机才能看出效果。这样调试起来十分困难,建议从USB的键盘,鼠标开始做,了解清楚了,再做自己的协议就比较简单了。
USB的概念历史啥的这里就不说了。我们先不管具体的数据包格式,这一节先从整个包的层面上简单的说,过程是这样的,


---------------------------------------设备插入-------------------------------------------------------------
1) 主机会轮回查询各个USB端口,主机检测到D+与D-之间有电压差,就认为有新的设置接入。主机等待100ms后发出复位请求。设备接到复位请求后将产生一个外部中断信号。

 

(枚举 :是 USB 体系中一个很重要的活动,由一系列标准请求组成(若设备属于某个子类,还包含该子类定义的特殊请求)。通过枚举 HOST 可以获得设备的基本描述信息,如支持的 USB 版本、PID、VID、设备分类 (Class)、供电方式、最大消耗电流、配置数量、各种类型端点的数量及传输能力 (最大包长度)。HOST 根据 PID 和 VID 加载设备驱动程序,并对设备进行合适的配置。只有经过枚举的设备才能正常使用。对于总线供电设备,在枚举完成前最多可从总线获取 100mA 的电流。)


---------------------------------------枚举过程------------------------------------------------------------
2) 主机这时候只是知道有新的设备插入了,但是不知道插进来个什么东西,所以就开始询问它是什么设备,怎么用,负荷能力怎么样。这个时侯就进入了枚举过程。因为刚刚插入的设备没有分配地址,就用默认地址0,首先发送一个Get_deor(获取设备描述符)指令包,设备接到包后就开始解析包(其实就是你在固件程序里判断处理) ,然后按固定格式返回自己设备的设备描述符,这一步主要是主机知道你的USB设备的基础属性,比如支持的传输数据长度,电流负荷多少,支持那个USB版本,以及以后方便电脑找驱动的PID,VID。
3) 这时候主机知道你(你做的设备,简称你吧)的数据长度还有电流大小后,下一步就是给你分配一个属于你的地址。
4) 给你一个地址后就开始询问你的具体配置。首先发送一个试探性的设备配置请求Get_configuration(要求固定返回9个设备配置字),你接到后就开始发送9字节的设备配置字,其中包括你的配置字的总长度,这样主机就知道你的配置到底有多长,然后再发一次设备配置请求,这时你就开始上传所有的配置字。这个时侯主机就已经很明白你的工作方式就各种特性,然后就可以正常工作了
5) 如果你在前面的某些配置(以后章节详细说明)要求要说明自己的名字什么的,这里还要上传字符串描述符。
6) 如果是鼠标或者键盘还要上传报告描述符

 

 


---------------------------------------正常数据阶段------------------------------------------------------
7) 这个时侯你已经被主机正式接受并且注册了,你可以通过自己写测驱动或通用驱动与电脑进行通讯了。

以上是简单的描述,详细的后面章节再做介绍,学习一个东西关键是首先要知道这个东西是什么,简单的工作原理。对于USB的工作我这里做个比方,
主机好比一个公司,你就是USB设备,要进入公司首先要面试(枚举),你到了面试现场(第一次插入设备),面试官首先了解到你的外表,性别已经你要应聘的岗位(设备描述符),然后给你一个号,以后就开始按号叫人,当你被叫到就开始问你的专业知识,性格等(配置描述符),如果你比较合适(通过了枚举)你就会录取了,并且注册一个你的信息到公司(驱动安装,并且写入注册表)。等你下次来公司,只要把工号(PID,VID)报上,就知道是你来了。



备注:只是在第一步,不是由主机轮回查询是否有设备插入,这个任务是由HUB完成,HUB查到有设备插入后保存这个信息,在主机的询问下再报告新设备的插入。
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