TA的每日心情 | 开心 2023-6-1 15:13 |
---|
签到天数: 1 天 [LV.1]初来乍到
|
EDA365欢迎您登录!
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
USB的重要关键字:
: P* ^2 _$ S* j( [8 d1、端点:位于USB设备或主机上的一个数据缓冲区,用来存放和发送USB的各种数据,每一个端点都有惟一的确定地址,有不同的传输特性(如输入端点、输出端点、配置端点、批量传输端点)( ~% U( z6 b- I1 d$ n, S! `0 x3 j
4 {) M9 c6 s* G9 K3 \0 k9 u
, |) w U2 u- w d& I3 ` \% g/ o" ]( m2 o
2、帧:时间概念,在USB中,一帧就是1MS,它是一个独立的单元,包含了一系列总线动作,USB将1帧分为好几份,每一份中是一个USB的传输动作。
; U9 T+ f; y) A3 _+ h
8 v5 A5 p5 a# B0 h7 Q5 a$ k( d# ~: }' A* n F% s. Y1 U2 k, M2 ?6 p+ o2 N
3、上行、下行:设备到主机为上行,主机到设备为下行
8 X6 X5 }- s& E4 Q" R
# k! O* X- \: O2 b$ P
2 k) u2 u+ C n4 K1 S0 d下面以一问一答的形式开始学习吧。, V f3 M( h2 Z9 D+ V& C' h. E
问题一:USB的传输线结构是如何的呢?3 d# V* i3 X. S: H. v' ~: L) t( b$ s4 r+ E
答案一:一条USB的传输线分别由地线、电源线、D+、D-四条线构成,D+和D-是差分输入线,它使用的是3.3V的电压(注意哦,与CMOS的5V电平不同),而电源线和地线可向设备提供5V电压,最大电流为500MA(可以在编程中设置的,至于硬件的实现机制,就不要管它了)。- n0 a( B" m6 }' c* D( B, e5 O
( @/ K g6 x# l; x6 t1 a( j1 {( O
' G- O, A% L( X- K( K; B2 C2 E5 q$ Z+ {7 G, e: A- Q
* T; K9 r. M* A问题二:数据是如何在USB传输线里面传送的8 r0 V& t3 L& w2 s/ s2 F: R1 q4 {3 }: p3 y" p
答案二:数据在USB线里传送是由低位到高位发送的。 H5 S+ g$ {: C( j) E: c# w* f& R H
! D" U* n. d7 H6 d1 [ S+ M) m6 s, r- `. A. N+ e! _, s/ R/ H# T' A, M5 F# c
问题三:USB的编码方案?4 X7 [% s7 H; _8 |/ c5 j0 \; u) F+ \+ h3 ]
答案三:USB采用不归零取反来传输数据,当传输线上的差分数据输入0时就取反,输入1时就保持原值,为了确保信号发送的准确性,当在USB总线上发送一个包时,传输设备就要进行位插入***作(即在数据流中每连续6个1后就插入一个0),从而强迫NRZI码发生变化。这个了解就行了,这些是由专门硬件处理的。7 h, w, x- O. E' w0 \
* e2 a% r |6 z8 [ n: B# \! n) B. A) R& x5 [5 N0 T M3 E$ h1 b
1 M8 O) v$ s6 e! E
问题四:USB的数据格式是怎么样的呢?) r! G, q0 Z: ~. {
答案四:和其他的一样,USB数据是由二进制数字串构成的,首先数字串构成域(有七种),域再构成包,包再构成事务(IN、OUT、SETUP),事务最后构成传输(中断传输、并行传输、批量传输和控制传输)。下面简单介绍一下域、包、事务、传输,请注意他们之间的关系。; c$ o6 F! J6 @+ O: H% ]
2 u F( w9 z/ P) x4 F$ I
0 |. l" Q& p& Y8 f( }* [" X9 a1 C4 H ^; `2 K
(一)2 B4 [4 C+ k9 y3 H Q& g1 s' V( S+ B) k5 g1 q2 O: L
域:是USB数据最小的单位,由若干位组成(至于是多少位由具体的域决定),域可分为七个类型:6 Y9 m8 w( w' e- @; E4 I$ Q6 A3 O9 k# Z, S( \, R3 |* i
1、同步域(SYNC),八位,值固定为0000 0001,用于本地时钟与输入同步7 n$ z3 n" o8 u+ X0 V& c' b
2 O2 \ w) D( b6 A* p# @9 @: s% k# J d* _' I# r8 s( a( a5 i1 N I2 J/ l
2、标识域(PID),由四位标识符+四位标识符反码构成,表明包的类型和格式,这是一个很重要的部分,这里可以计算出,USB的标识码有16种,具体分类请看问题五。/ h0 s3 n( m8 |; O n
y [/ F" P( ]0 ] Q( L/ |# U3 P8 A
2 i' D0 S2 J9 J1 K) n/ G3 |
# p& B0 m. w% o/ S( S3、地址域(ADDR):七位地址,代表了设备在主机上的地址,地址000 0000被命名为零地址,是任何一个设备第一次连接到主机时,在被主机配置、枚举前的默认地址,由此可以知道为什么一个USB主机只能接127个设备的原因。6 o8 V, M$ _. ]# k# H7 w, _3 W8 V+ U8 w8 B. Q
; K: K% q) M# _' j% |
* G/ Z% N- J( U; M6 b4、端点域(ENDP),四位,由此可知一个USB设备有的端点数量最大为16个。
/ g* j3 N- M6 o# Q5 x' t% Q& d1 H. i% f3 F) p4 K& k$ T" T! n! g4 R8 Q
4 j* j- N/ ?+ }/ G5、帧号域(FRAM),11位,每一个帧都有一个特定的帧号,帧号域最大容量0x800,对于同步传输有重要意义(同步传输为四种传输类型之一,请看下面)。
* F# m( ^. j, T$ g( r- @9 h" i. @$ u8 R- T$ e" t% {, C Z @" H, x; ]3 ^7 i. O
2 Q+ J" v! ?, M6 g
6、数据域(DATA):长度为0~1023字节,在不同的传输类型中,数据域的长度各不相同,但必须为整数个字节的长度4 M5 ]2 ?9 {0 z) f$ K; w) j
7 s+ Y3 E5 ^/ r
7 g# x/ d* Z2 a& ]4 x& N- b6 F5 y2 M1 |% _, U+ P4 k' `4 ^
0 Z7 p7 H" @7 S3 X- ?7、校验域(CRC):对令牌包和数据包(对于包的分类请看下面)中非PID域进行校验的一种方法,CRC校验在通讯中应用很泛,是一种很好的校验方法,至于具体的校验方法这里就不多说,请查阅相关资料,只须注意CRC码的除法是模2运算,不同于10进制中的除法。9 p( S2 b6 m# _, ^' n& |$ b
( P5 _2 ]+ Y9 I* U/ d# P( K: m& R7 x5 |3 Q$ i& u2 s d% [0 i0 E! f! Y) l) Q
(二)2 f4 _6 G: {1 U$ {8 Y* X( G' H/ v: Q: A
包:由域构成的包有四种类型,分别是令牌包、数据包、握手包和特殊包,前面三种是重要的包,不同的包的域结构不同,介绍如下" Z+ p9 ^; F0 J1 p1 ?% R% d2 A
9 Z# k+ ~1 ^7 P$ }6 c7 j. W. H) w% k; P, ?- K# s) |" q
5 L5 n( ?0 D# {& \
8 H/ {( Q4 I% a; F8 r1、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)/ D2 U. t/ C/ \6 f# D
$ Y: o4 V8 j; f% R4 ^0 p" c其中输入包、输出包和设置包的格式都是一样的:- A8 j6 J/ u/ c4 r C. N6 f! h2 l& m: O7 X# I: U+ \
SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5(五位的校验码) % i$ L9 t6 o3 K, M* C! z; d& c: G# m$ A! S+ R; J# h7 X9 f9 t$ n
(上面的缩写解释请看上面域的介绍,PID码的具体定义请看问题五)" N% M5 d; V- v; a5 V% }5 f
帧起始包的格式:
; r0 |: x. ?3 _! V Z W9 {. MSYNC+PID+11位FRAM+CRC5(五位的校验码)/ W% A# A" U8 \2 n
. z* `7 M4 i1 O; g% [
6 [0 o3 Z. ~2 a& Z
* p- [, `! |, i; k! h8 E2、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:* q; F5 X; E% g; ~1 ^# B- z6 f! o
. t# ]3 V( d& c4 P1 X( A. ^5 @SYNC+PID+0~1023字节+CRC16
5 U+ W8 ]5 i( |: _5 c6 d3 u, c' {3 \) I( o# m
- o. N! A5 A% E/ T' l8 f% C' P# d9 |" v, c5 ]! W2 \4 l1 u$ A m. |: l% K7 Q
3、握手包:结构最为简单的包,格式如下0 Z# L9 ~- _ [: K' c R2 i& N; }& M
SYNC+PID- v8 _- u$ X2 j/ D* a/ N) J2 ?3 { O5 H+ }/ U1 @8 s" ~; x- z
(注上面每种包都有不同类型的,USB1.1共定义了十种包,具体请见问题五)" j) K! D$ p- C: V; w( k9 l) ^$ c1 V }
6 R% Q `& a+ U% o2 t
# Z$ {) A5 d) u/ S, |1 H% [8 b6 [5 R: U8 c8 `1 D9 U4 h
(三)
M( ~& q2 `6 k, j! I) S* x事务:分别有IN事务、OUT事务和SETUP事务三大事务,每一种事务都由令牌包、数据包、握手包三个阶段构成,这里用阶段的意思是因为这些包的发送是有一定的时间先后顺序的,事务的三个阶段如下:
' B' A2 b. @. D8 d$ a. y3 I- R' z; Z( N! M7 @( M8 E
" Q# J) S( S" ~1、令牌包阶段:启动一个输入、输出或设置的事务7 E' r- B! O; v! M- M0 O' R! r+ n O# ?9 p# S$ f( d& [
- z8 @( v9 e0 F1 J) h8 [' a' z( F
6 q6 M- S' R; e7 S7 O j- j. {) |) {+ z" t
2、数据包阶段:按输入、输出发送相应的数据
7 Y7 X g! M2 y$ @7 {# U4 n, k( [! T* o! W9 y" F7 B$ ~9 F( n
& t; b( B2 X8 r+ C
5 {) _! t9 J4 p8 F. s$ c( B4 B& p$ ^9 u3、握手包阶段:返回数据接收情况,在同步传输的IN和OUT事务中没有这个阶段,这是比较特殊的。6 O5 R- U3 [/ p1 q$ d# F3 A/ [' o' X O5 P3 y
" a$ b. |- ?( |& b, H$ d& t7 p5 F( |
$ r! p) i5 G! G9 X0 k& t5 u8 H/ |* C/ j, T3 o
事务的三种类型如下(以下按三个阶段来说明一个事务):2 K$ }+ i' J: L5 S& I
: r5 v5 `# H& [/ i3 L$ L1 K2 K
* r p. W9 w: H) E) t2 P1 Y3 c( \. H: i! ~: x* h! [2 h) O
0 a5 B( k4 M5 n0 f2 q1、 IN事务:
, C* Z/ e( j& k3 b: h+ `6 d令牌包阶段——主机发送一个PID为IN的输入包给设备,通知设备要往主机发送数据;" x" ~. X, q# M% U& d" {) G2 }! W3 `% v3 l
1 w) G0 b# L0 \- X# }) _
5 ?& ]( T1 Y8 A6 l! q( v# K- v S8 H( m+ q o
数据包阶段——设备根据情况会作出三种反应(要注意:数据包阶段也不总是传送数据的,根据传输情况还会提前进入握手包阶段)3 [4 t1 d* y8 q. z
% t0 i1 X, z4 ~% T) N$ R, ]5 Y% n. `4 [% v6 M1 l6 n. h5 Y) r T+ v0 f% Q8 K7 {0 Y
+ z! ~3 w) ^; ^0 C0 V7 K! x
. \; x$ e/ ^) V* Z, f$ g* N" G( F. E9 n1) 设备端点正常,设备往入主机里面发出数据包(DATA0与DATA1交替);, X5 f0 \& h2 v2 v9 T
1 k8 ~7 V- ` D O( {
' |4 n" R( S& y- R2 M! X* U$ ~+ k8 H, `: n, J' { C P7 S
2) 设备正在忙,无法往主机发出数据包就发送NAK无效包,IN事务提前结束,到了下一个IN事务才继续;! C9 ^5 z% `4 T( b. B: }) w9 ]3 X9 y& Q$ `
2 W" {! L* c" ]
8 Q" z& j7 _2 d* ?3 Y8 M8 K3 k
7 _& x) o6 n' ?9 s; V3) 相应设备端点被禁止,发送错误包STALL包,事务也就提前结束了,总线进入空闲状态。( [5 M& }6 J* t2 B$ O& C! ?# S) U4 ]5 K5 @! d" P
* J8 K T) l: D4 E/ m* p3 M% V5 J1 L! e- l' K; V) b' o, X) p3 O
握手包阶段——主机正确接收到数据之后就会向设备发送ACK包。! i( x2 k% X4 {' N2 ]0 K, A( {; ?
. E! Q) u) \' T# b$ X; F3 R r$ N* D, _0 u* p1 ?
$ F( Z4 Q5 Z6 I- b2、 OUT事务:
# f/ `% D; p1 t S' S e令牌包阶段——主机发送一个PID为OUT的输出包给设备,通知设备要接收数据;" ^0 N/ u% j$ I+ m \, S$ o/ k5 f$ X* c7 ]; w* x
" C1 U- y2 [, [! k! L. N. W- N' Z- n
# P, M* w. v6 R3 y" ]1 O Z
数据包阶段——比较简单,就是主机会设备送数据,DATA0与DATA1交替/ U5 B: Z5 G# g& @3 k+ U. s
8 S$ V* f7 S" c1 b2 w2 T+ u& _# r* h5 R
/ N) e' ?( I3 l; O+ u5 X8 p$ L; E
握手包阶段——设备根据情况会作出三种反应) v2 o% r( n1 M# Z- \8 T
[- t# N- A) a; m
" F4 `7 s8 H1 z8 d0 x* u2 z/ F9 m& F( x1 {1 s0 X% R* p8 }: m. R6 ?! c3 H
1) 设备端点接收正确,设备往入主机返回ACK,通知主机可以发送新的数据,如果数据
- [# f4 X" m, K3 e' I! n; a. ~6 ?$ F$ F5 s4 r. m
2 v0 r1 H. _0 a$ y: g0 @! k- Z2 l9 V; x, e0 Q% F' n; P; f" Z& F
2) 发生了CRC校验错误,将不返回任何握手信息;
; y% d/ ~3 i$ m0 p. W/ A, ~
- P: k! t/ t1 T, F3 A* ~! Q/ N, `1 |4 z3 g$ Z) M& p* _$ q+ u+ j3 \+ N9 k6 W6 Y2 G. R( D
2) 设备正在忙,无法往主机发出数据包就发送NAK无效包,通知主机再次发送数据;* X- \% T0 p, V, l2 X8 X5 F# D6 `" O* a8 m6 y7 a
# A1 `5 U( W" Q% k: ]# p4 z& d9 V0 W
8 s4 I. B( Q) }8 ?/ p* T5 j8 H! n3) 相应设备端点被禁止,发送错误包STALL包,事务提前结束,总线直接进入空闲状态。( G% a$ R$ ]2 e8 ~$ ~! H
$ r) v" I5 m+ c' L9 ?2 a
1 b7 p- _7 [2 Y' X) H3、SETUT事务:
; V; q9 I) E2 z' [ @9 j7 k7 j( r: \0 s, |, u9 D8 b" Y5 u }
' L% W$ [3 k0 `* B# l
, B8 g/ p( Q7 D( p令牌包阶段——主机发送一个PID为SETUP的输出包给设备,通知设备要接收数据;
' Y+ ^0 { x+ ?( _1 T) _* a+ V7 E0 a1 g* _
" N# G4 T1 Q/ f' A# C$ F
/ H2 T: J$ i4 F; Z* V3 M数据包阶段——比较简单,就是主机会设备送数据,注意,这里只有一个固定为8个字节的DATA0包,这8个字节的内容就是标准的USB设备请求命令(共有11条,具体请看问题七)9 G, i- ?/ d! ]8 Q
@/ v! ^1 ~" @7 T4 a9 g7 u( k1 \. D8 L
' i- t3 H& _$ U }. l" w* g4 o, G
$ M. _, T) E( p9 X# w8 z3 A, s握手包阶段——设备接收到主机的命令信息后,返回ACK,此后总线进入空闲状态,并准备下一个传输(在SETUP事务后通常是一个IN或OUT事务构成的传输)$ X# Z8 e# d8 W3 I3 m; z' v6 Y
& U- d' h# l5 d( c( v4 U- n& v% V0 _5 a4 f f
+ D. O! X3 m: c
0 d) @3 F S! F* [9 ?; H(四)( X8 i- x- W7 ~5 J
传输:传输由OUT、IN、SETUP事务其中的事务构成,传输有四种类型,中断传输、批量传输、同步传输、控制传输,其中中断传输和批量转输的结构一样,同步传输有最简单的结构,而控制传输是最重要的也是最复杂的传输。 i1 ?7 ~: Z& E2 d- U
, U. B9 q- [/ K/ {0 D
! w+ r8 n4 m# L0 t; e5 W6 t
2 @& V4 Y( Y- ]1、中断传输:由OUT事务和IN事务构成,用于键盘、鼠标等HID设备的数据传输中
" x8 {9 f8 U" E/ l/ [8 e( w, X6 g m. v
! B8 C. r$ G& @4 } }3 p; \6 Q# z- u3 t, A& ]; R# ^: O% E3 p6 z% M& x* R& d2 K; ^+ F( Z2 z
2、批量传输:由OUT事务和IN事务构成,用于大容量数据传输,没有固定的传输速率,也不占用带宽,当总线忙时,USB会优先进行其他类型的数据传输,而暂时停止批量转输。
6 O9 J' W% Z8 ^3 ~2 U# y) w$ L0 M7 P0 H+ U2 \$ U, {
O- ^( }- B& p8 b- x
, p4 i2 U' q, F4 P. X3、同步传输:由OUT事务和IN事务构成,有两个特殊地方,第一,在同步传输的IN和OUT事务中是没有返回包阶段的;第二,在数据包阶段所有的数据包都为DATA0$ y. q8 U$ b# M
4 ]* i$ H$ L0 O) | f' y) P) X6 P2 d' V9 A' S/ X. G+ `, H, q4 k; ], A
" U0 F3 @) x7 E( H9 \8 |7 q4 s* n2 {9 j1 C# e
4、控制传输:最重要的也是最复杂的传输,控制传输由三个阶段构成(初始设置阶段、可选数据阶段、状态信息步骤),每一个阶段可以看成一个的传输,也就是说控制传输其实是由三个传输构成的,用来于USB设备初次加接到主机之后,主机通过控制传输来交换信息,设备地址和读取设备的描述符,使得主机识别设备,并安装相应的驱动程序,这是每一个USB开发者都要关心的问题。" }( }: v" ?' c7 F
( V) P: h" Z9 B: Q6 A
7 n6 M, m+ J. f8 D+ i
1、初始设置步骤:就是一个由SET事务构成的传输5 _, a' \! T2 n5 y3 O
; e# X g5 P+ A; D! P! ^0 c1 F' ]' f/ G9 B; `6 H' D% b* R
' w; Q) f1 _* b
' l5 k1 j A2 D% Z: u2 |2、可选数据步骤:就是一个由IN或OUT事务构成的传输,这个步骤是可选的,要看初始设置步骤有没有要求读/写数据(由SET事务的数据包阶段发送的标准请求命令决定)& R' u- _ F: `9 u- I! C+ w
# p# u" l8 O4 p2 |( I0 m3 Z0 {" `% b8 Z2 K9 I) x
3、 状态信息步骤:顾名思义,这个步骤就是要获取状态信息,由IN或OUT事务构成构成的传输,但是要注意这里的IN和OUT事务和之前的INT和OUT事务有两点不同:) ]; e2 m$ j. F: \6 C U- i/ a, d* x5 B7 a, T
- ^: v0 ?7 d3 ?+ G. k6 }
& y# c9 Z* p( H. I' w+ z) f9 Z* n9 L2 e% `( s+ q
1) 传输方向相反,通常IN表示设备往主机送数据,OUT表示主机往设备送数据;在这里,IN表示主机往设备送数据,而OUT表示设备往主机送数据,这是为了和可选数据步骤相结合;8 p& ?9 |3 O$ `4 T% f; M+ c i8 R' l
( _7 l4 u8 I& k& e% u& V
: P% d% ?: w: V, B1 T0 c8 ^( Z% t
, M) w: x l0 ]# I( l0 C& B' t0 Y2) 在这个步骤里,数据包阶段的数据包都是0长度的,即SYNC+PID+CRC16; ^: N" u* o: S- J5 p2 \2 ^ y# ?- q
, m/ V8 L. G. m& y2 e* H5 y( R5 i8 X3 B$ Z* {: f
) a! k3 o+ c" t4 D除了以上两点有区别外,其他的一样,这里就不多说
* i4 b" g) w% S, y* c7 n! G" @$ ~9 I9 E(思考:这些传输模式在实际***作中应如何通过什么方式去设置?)
: E3 N6 x9 @9 q; P1 H
; A! ~" w3 H y- N* }8 E2 j4 N3 C, c& @- o* c# F
问题五:标识码有哪些?
1 h D, @7 C# ?0 t% D- N( [答案五:如同前面所说的标识码由四位数据组成,因此可以表示十六种标识码,在USB1.1规范里面,只用了十种标识码,USB2.0使用了十六种标识码,标识码的作用是用来说明包的属性的,标识码是和包联系在一起的,首先简单介绍一下数据包的类型,数据包分为令牌包、数据、握手包和特殊包四种(具体分类请看问题七),标识码分别有以下十六种:& r# k" Q. t: m3 ]3 D
5 Y+ P* X0 O* e6 X, E! O' A0 l$ E! ^. o: L/ k
0 X% |9 N1 |6 n( l
令牌包 :8 x5 J/ J* k0 v2 V+ l
! d. m7 ]* x9 e0x01 输出(OUT)启动一个方向为主机到设备的传输,并包含了设备地址和标号
+ x4 o6 J( g W, }, ?0x09 输入 (IN) 启动一个方向为设备到主机的传输,并包含了设备地址和标号8 d$ M' _! @- a6 {8 w1 G( f
0x05 帧起始(SOF)表示一个帧的开始,并且包含了相应的帧号) Z- S0 O" H& ?9 }
! a5 m& J+ u6 i* f5 B0x0d 设置(SETUP)启动一个控制传输,用于主机对设备的初始化
3 e+ s" ^0 ?( v, b$ R' @2 k+ T$ N! P- [4 N6 ~9 y3 m' Q6 u/ h
3 Z2 @2 n$ J0 l( G/ R+ V: b数据包 :. e/ U) ^( q- H
# ]$ p0 m8 b/ _5 |0x03 偶数据包(DATA0),
( n) d$ ?1 d- t+ B3 t3 E1 r& P0x0b 奇数据包(DATA1)
& }1 Y4 f" U7 L5 K1 H4 s2 ?- _4 i% z) z- x6 e5 g: C! j5 A7 n' T
2 N5 M: i6 G! i2 E% B, e$ S6 W6 U" r. {9 _; |( J1 ]8 y; y
握手包:: |1 U7 q5 e" J# d' d3 s* v- k# [0 d# _, ?# D* f
0x02 确认接收到无误的数据包(ACK)
, }6 x% J9 o* p. C) P- V0x0a 无效,接收(发送)端正在忙而无法接收(发送)信息: H: s, J$ ?/ v/ ^' L+ C
0x0e 错误,端点被禁止或不支持控制管道请求- Q+ q3 a) g+ V
- C" p( I* w& \2 a( [+ [& {2 L特殊包 0x0C 前导,用于启动下行端口的低速设备的数据传输/ M" y" u6 S f2 e9 Q6 w) X0 H
( P. ]3 W* `: d& }' |5 H' i7 e
问题六:USB主机是如何识别USB设备的?
5 I4 I5 r/ \3 Y答案六:当USB设备插上主机时,主机就通过一系列的动作来对设备进行枚举配置(配置是属于枚举的一个态,态表示暂时的状态),这这些态如下:6 u3 I( `4 k5 I4 d3 J$ k. Y
6 N. Z# @" J6 _2 ~$ n- y( g3 G 0 o& o' W0 h" H+ f3 O9 e
" a5 R8 h# n! i3 S" W1、接入态(Attached):设备接入主机后,主机通过检测信号线上的电平变化来发现设备的接入;7 }' C4 T l9 i) _# W+ l
$ T, U/ `4 O3 J7 |, @5 `! X2、供电态(Powered):就是给设备供电,分为设备接入时的默认供电值,配置阶段后的供电值(按数据中要求的最大值,可通过编程设置)4 s# F" j" z. I( k
# g7 [2 N5 Q0 ]4 ^$ b! u0 H 6 `: N) f% ~% Q# n7 n; }. U1 a0 t( S- q( c; m+ j9 x8 x
3、缺省态(Default):USB在被配置之前,通过缺省地址0与主机进行通信;' e- L, C1 V- G0 x6 f
+ w" h6 v1 p& }; |- b5 P9 N2 c' N$ J- R2 d+ C/ T
4、地址态(Address):经过了配置,USB设备被复位后,就可以按主机分配给它的唯一地址来与主机通信,这种状态就是地址态;, k0 A2 }- B0 s7 y' v8 c; D
. i# P0 w7 }+ @0 i9 s+ ?1 M, P, f3 B% N$ \0 E- `( q+ k7 Z- Y+ b
( u# ?7 l, m6 x5 B4 u/ R8 P8 W u' F8 h- b U2 {; F& x
5、配置态(Configured):通过各种标准的USB请求命令来获取设备的各种信息,并对设备的某此信息进行改变或设置。+ |0 k1 Y) i: J4 ?3 e+ l5 f9 j/ r8 ?
! F- |( _% f+ w7 v& e6 p' R2 O1 Z; ~' s' K. }$ ]" q
) ~7 ]' ~1 w# w, A! ~" b) H. X' A8 v' V- ^+ @4 g+ d4 p ~8 B$ |& H& G4 _/ U! j0 L1 s. K
6、挂起态(Suspended):总线供电设备在3ms内没有总线***作,即USB总线处于空闲状态的话,该设备就要自动进入挂起状态,在进入挂起状态后,总的电流功耗不超过280UA。
4 f) h' u9 P0 m* t3 l) ~5 l8 i( R; g p6 m+ E# l5 q; A/ j; I1 M E
" j- c% ?9 |& Y- Z问题七:刚才在答案四提到的标准的USB设备请求命令究竟是什么?
$ [8 z3 b) m) |7 f答案七:标准的USB设备请求命令是用在控制传输中的“初始设置步骤”里的数据包阶段(即DATA0,由八个字节构成),请看回问答四的内容。标准USB设备请求命令共有11个, 大小都是8个字节,具有相同的结构,由5个字段构成(字段是标准请求命令的数据部分),结构如下(括号中的数字表示字节数,首字母bm,b,w分别表示位图、字节,双字节):
: v+ N8 t6 I, q8 c) @8 C: m. i$ p* r6 E. p0 W
( k% Z* K2 x3 u& {; |. v( J0 h$ H4 t" }% a
bmRequestType(1)+bRequest(1)+wvalue(2)+wIndex(2)+wLength(2)+ u' Q! L7 }7 G, s% R+ @2 b& K
% [9 Z0 f4 B8 h a4 H* v& k各字段的意义如下:
- X: O) U& [0 N# E K; g q/ b. m) K% O0 O) i' x( i Y& ^/ y1 k, R2 l# W! D; c* _! J
. I4 o; A. o* z1 F/ [8 U5 g- `
1、bmRequestType:D7D6D5D4D3D2D1D0
. I" r! b& I; P! i! L* WD7=0主机到设备, G# ]" F- C- i$ M5 X6 b: G; t3 R* }* a4 f7 i# A1 ^* |) t
=1设备到主机;* a2 U' ]3 g. w% ~3 g* J0 b1 x
/ k( N; k6 u) h- J9 N( fD6D5=00标准请求命令- V: U, g3 ~6 Y5 I7 n; e. T \; k) E0 l5 u3 z0 Y+ n
=01 类请求命令: |: Y: \* T/ O, ~% t6 c
+ ?5 h( ?+ |1 e8 v7 D2 A =10用户定义的命令 ! z: W) M6 H/ z1 |/ D3 {5 T; |: d0 ~' y/ H5 ^' _
=11保留值! s/ u* @, K' m/ K7 v: Y5 \: r4 E
D4D3D2D1D0=00000 接收者为设备0 {5 ^4 |# {1 J0 D6 H
/ F) I& j" x1 p3 e/ D) ?1 g =00001 接收者为设备
3 t1 N) \ f) x* l( K0 y. R* _ =00010 接收者为端点2 g* E4 q( M: v( [2 e
" {3 j$ ~9 Y+ |& B* h# F =00011 接收者为其他接收者+ L8 u/ R( V! b
=其他 其他值保留
; e' ~7 h' V. U/ W- l7 c6 P% f1 l8 `6 i# c2 B% j
& e x4 m5 I3 W' L- I0 l- L9 g4 @) k% z) x' v' T& ]: I- m# F0 ^2 Y6 |, y7 M i. n$ f3 { o
2、bRequest:请求命令代码,在标准的USB命令中,每一个命令都定义了编号,编号的值就为字段的值,编号与命令名称如下(要注意这里的命令代码要与其他字段结合使用,可以说命令代码是标准请求命令代码的核心,正是因为这些命令代码而决定了11个USB标准请求命令):
. N" A: X: Z0 {( W3 Z3 B; A: t0) 0 GET_STATUS:用来返回特定接收者的状态* _% U9 g4 X% ~' c4 [$ m. V
1) 1 CLEAR_FEATURE:用来清除或禁止接收者的某些特性
8 W, u1 U/ i# B( { z s2) 3 SET_FEATURE:用来启用或激活命令接收者的某些特性" r0 `. d5 O) s2 B+ L
0 A3 i; B1 _' ]2 S/ _! n8 k3) 5 SET_ADDRESS:用来给设备分配地址; {$ ]7 z/ e& R; L7 x3 u7 ]3 L8 |2 G5 D; f
4) 6 GET_DEscriptOR:用于主机获取设备的特定描述符
7 Z* E3 l% E0 q1 n& `5) 7 SET_DEscriptOR:修改设备中有关的描述符,或者增加新的描述符
, W G2 ]* Q3 n. i/ y6) 8 GET_CONFIGURATION:用于主机获取设备当前设备的配置值(注同上面的不同) - ~6 G1 X; f+ x* b
7) 9 SET_CONFIGURATION:用于主机指示设备采用的要求的配置6 ^' _/ R6 Z! O6 n) ^* N# a9 H( ~+ s5 m( y, ]! t# [- c
8) 10 GET_INTERFACE:用于获取当前某个接口描述符编号" r* c& @% @! ~0 F6 t' [4 k6 s( [1 u' _% m0 m. t
9) 11 SET_INTERFACE:用于主机要求设备用某个描述符来描述接口" W& n r W T* |. s: E4 {
10) 12 SYNCH_FRAME:用于设备设置和报告一个端点的同步帧
; Q& b, [5 `0 W# S% T) \* Y以上的11个命令要说得明白真的有一匹布那么长,请各位去看书吧,这里就不多说了,控制传输是USB的重心,而这11个命令是控制传输的重心,所以这11个命令是重中之重,这个搞明白了,USB就算是入门了。 Q4 e$ v" ^* J, w' _/ f( `
3 L- u1 D V8 F; r$ [! U
1 O! c4 C" J8 }问题八:在标准的USB请求命令中,经常会看到Descriptor,这是什么来的呢?
. a3 c' W. { I4 z$ G: n7 G( g0 u6 N- P4 f
回答八:Descriptor即描述符,是一个完整的数据结构,可以通过C语言等编程实现,并存储在USB设备中,用于描述一个USB设备的所有属性,USB主机是通过一系列命令来要求设备发送这些信息的。它的作用就是通过如问答节中的命令***作来给主机传递信息,从而让主机知道设备具有什么功能、属于哪一类设备、要占用多少带宽、使用哪类传输方式及数据量的大小,只有主机确定了这些信息之后,设备才能真正开始工作,所以描述符也是十分重要的部分,要好好掌握。标准的描述符有5种,USB为这些描述符定义了编号:/ l9 v- E/ u) G
1——设备描述符
* D0 |, ?- K+ K) D' ?& v2——配置描述符/ u% j+ g( Y9 k2 @8 U5 ?' h5 m
1 N3 R& o# D0 U- K4 W ~3——字符描述符3 z. u9 j# F1 p9 {5 W* _2 i T( D1 [: o r
4——接口描述符2 v3 s1 ]7 G& z4 L% z! d$ C* q( R" D* M+ R
5——端点描述符% m" B$ S. L5 U/ Y) L1 y+ H- L4 v- h% D, N! S3 v
2 x2 o; D. | z4 z; w, `4 n3 h( z& u- B8 q
上面的描述符之间有一定的关系,一个设备只有一个设备描述符,而一个设备描述符可以包含多个配置描述符,而一个配置描述符可以包含多个接口描述符,一个接口使用了几个端点,就有几个端点描述符。这间描述符是用一定的字段构成的,分别如下说明:% ?/ O; u) K8 r4 u9 o
9 ?& `# Y* _: g# c. o1 Y
2 n1 F1 ?7 I, Q' F$ N; w z
F, L" P C( @, z- Y& X' l1、设备描述符: {8 _ l# R$ `4 I# x
& c( g/ P+ `* Sstruct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT2 g% ~" b7 I! e0 m2 D: ^
{
8 S( D4 n# m: b) jBYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12: `4 v4 b8 z$ R0 |# Q
BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x018 h2 Q7 j1 r5 G, N) G
! }5 k" e2 v- m& G WORD bcdUSB; //USB版本号3 C; E" D* c; o+ y$ D, |& V/ n
BYTE bDeviceClass; //USB分配的设备类代码,0x01~0xfe为标准设备类,0xff为厂商自定义类型, p( P1 |) Y& Q. I& ]
* j+ V/ o {) q+ t# G //0x00不是在设备描述符中定义的,如HID# X h6 F/ A' u
. `& J" ` B- Z1 A5 L; o BYTE bDeviceSubClass; //usb分配的子类代码,同上,值由USB规定和分配的
8 g- E E! t/ O- t+ p& P4 EBYTE bDeviceProtocl; //USB分配的设备协议代码,同上 S1 A5 J" x3 I1 t9 ?; @2 I
& h! Q" T& S; {4 R) ]# z' j BYTE bMaxPacketSize0; //端点0的最大包的大小
3 w+ e7 u, J* L WORD idVendor; //厂商编号/ Q/ u2 ^! D1 d5 ]
) e; d, F& h% V/ |) u5 Z WORD idProduct; //产品编号
: I4 J2 L3 @3 i j WORD bcdDevice; //设备出厂编号% y) w2 V7 k/ ]2 G9 E5 ]9 o! X$ q7 U+ } S1 I, Q
BYTE iManufacturer; //描述厂商字符串的索引: u5 `( L4 L6 h7 k( y, P
BYTE iProduct; //描述产品字符串的索引5 E# F* H% D9 Y; N) M6 k( K; V% @8 W/ a+ m
BYTE iSerialNumber; //描述设备序列号字符串的索引- Y- D' s( r) U- |, X8 T5 i" G$ Z( }- o: b$ y! v' f
BYTE bNumConfiguration; //可能的配置数量7 C# W7 x" d' u8 m! t! x7 u+ W
}( R( ]- \. s& S7 ~0 W* W5 M$ I
. {! J4 [" J" m+ {
: {3 _5 V) M5 q4 P% H k- t. I) r& v* {5 }( L% @
2、配置描述符; r" D( g5 v4 Q) O1 u1 j1 A
, u; _5 ~6 y, O' P, O0 o6 ~" vstruct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT
; `0 {/ d- x \{. M9 N0 M, n$ G- E8 D) ?8 q6 ]/ E' M' h# l0 U
BYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x127 f0 P% `5 x5 d
" g" l. D0 C- v- p) _, } ZBYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01, {" C6 Z4 _6 [" A
1 \& ^$ z& o0 H& [8 @' o. \WORD wTotalLength; //配置所返回的所有数量的大小9 X5 t( Z8 ?$ ~+ {9 i- u0 O
! M/ b) Y$ m) a; uBYTE bNumInterface; //此配置所支持的接口数量! H+ b3 E0 ?8 Z6 ~# O
. a! N" p" S# B1 L BYTE bConfigurationVale; //Set_Configuration命令需要的参数值
9 r R! m/ b; d6 z( D BYTE iConfiguration; //描述该配置的字符串的索引值
+ w4 L K( O% m4 Q3 V BYTE bmAttribute; //供电模式的选择. S0 H3 D+ q2 x# u7 `' u# [. _: }" ^5 n' Q* G
BYTE MaxPower; //设备从总线提取的最大电流8 u; r, a) f4 V
, i' Y& n' ^9 D+ w) y9 `" X6 A}+ T. I+ X8 |2 @( i( f1 E
3 [) Q7 C# V' n' j' A. W$ L; V
* }& b; p4 s0 E) r6 b, u" Z8 c9 Q( R; b3 v+ Y) x. O/ w( s9 g6 {; d/ M
3、字符描述符6 q: Y! C E- |+ k& Q
struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT
- g1 Y9 s" [1 R5 w' \3 f' q, B{3 f0 R( J+ f, D
0 t7 [7 K- o0 n3 A% Q2 B ABYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12
0 k/ M$ f6 @7 y0 ]0 QBYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01/ o8 F! [! d; Z5 v4 k' H
BYTE SomeDescriptor[36]; //UNICODE编码的字符串6 O" C. B9 j4 d7 @+ B9 N
}& f3 r. T! y" e( e& ?7 F
0 o! j: \- s1 C+ C' ~
/ Y0 f! W _, T4、接口描述符% U' \3 p' [4 ^2 p
struct _INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT* s' i. g6 E2 C" a, U7 a9 G, Z' ]1 |3 z
{
+ i6 k$ c/ c) z- `3 WBYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12/ Z8 E) o( J6 n( ^- J
BYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01% A+ c9 _' ?% Y" m' i- r* L, Z
5 h+ S3 d5 D7 g" ?( A, xBYTE bInterfaceNunber; //接口的编号! g$ {4 }8 ~: k! K j
4 w1 [6 X k8 C- V3 Y, W" X# I! t ?BYTE bAlternateSetting;//备用的接口描述符编号
* P0 R4 W1 t7 H: J# @* xBYTE bNumEndpoints; //该接口使用端点数,不包括端点0) I( p- d1 S! S: ]& q
S$ k) p) f. M* |' t( b+ u3 pBYTE bInterfaceClass; //接口类型
% h( g: R+ ^6 r4 J. |BYTE bInterfaceSubClass;//接口子类型 w& z& C- U! x& R0 n; K! y5 a |' s
BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的协议$ s( J: M" N6 D1 E) J4 x
BYTE iInterface; //描述该接口的字符串索引值4 G, Q8 d* B* g1 ~+ K% m
}
3 Q! l. A: \( N/ r# o1 O$ t1 x/ R+ F# T+ Z8 Y; n* [" k: F4 \& ?, `
" D/ {) |. o; [% K" \- ^% Z: b3 n* ~% [$ |) g& e) _1 \
5、端点描述符0 f; B3 m* ]) q* ]/ A4 h6 a
struct _ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT
* L1 B; z- z1 A8 ~& a% j{
4 K" q) Q: N2 s( y; ~: i: PBYTE bLength; //设备描述符的字节数大小,为0x12; k/ O2 ~0 b+ m8 K) n
8 J$ P0 k1 j; e/ j2 IBYTE bDescriptorType; //描述符类型编号,为0x01
" E+ A2 H5 ~" |+ F. t1 E2 z5 NBYTE bEndpointAddress; //端点地址及输入输出属性9 S! |9 D0 Q- ]5 l, p6 v% i# t
BYTE bmAttribute; //端点的传输类型属性+ k) M/ g7 L) V# w4 J& ]" X' x! T0 X$ W
WORD wMaxPacketSize; //端点收、发的最大包的大小4 Y1 l; i! y: q0 z5 |. k+ P
& o# B/ C) t4 g: dBYTE bInterval; //主机查询端点的时间间隔: X( \( A& O6 r; s" h; {
- i! T: z A7 N2 M0 e |
|