USB協議[轉]__總結得很好

一 枚舉過程：
◆ 用戶將一個USB設備插入USB端口，主機爲端口供電，設備此時處於上電狀態。
◆主機檢測設備。
◆集線器使用中斷通道將事件報告給主機。
◆主機發送Get_Port_Status（讀端口狀態）請求，以獲取更多的設備信息。
◆集線器檢測設備是低速運行仍是高速運行，並將此信息送給主機，這是對Get_Port_Status請求的響應。
◆主機發送Set_Port_Feature（寫端口狀態）請求給集線器，要求它復位端口。
◆集線器對設備復位。
◆主機使用Chirp K信號來了解全速設備是否支持高速運行。
◆主機發送另外一個Get_Port_Status請求，肯定設備是否已經從復位狀態退出。
◆設備此時處於缺省狀態，且已準備好在零端點經過缺省通道響應主機控制傳輸。缺省地址爲00h，設備能從總線獲取高達100mA的電流。
◆主機發送Get_Deor（讀設備描述符）報文，以便肯定最大數據包大小。設備描述符的八個字節是bMaxPacketSize。
◆經過發送Set_Address（寫地址）請求，主機分配地址，設備此時處於地址狀態。
◆主機發送Get_Deor報文，以獲取更多的設備信息。主機經過發送描述符響應設備請求，隨後發送所有的次級描述符。
◆主機分配並加載設備驅動程序。
◆經過發送Set_Configuration（寫配置）請求，主機的設備驅動程序選擇一個有效配置，設備此時處於配置狀態。
◆主機爲複合設備接口分配驅動程序。
◆若是集線器檢測到有過流現象，或者主機要求集線器關閉電源，則USB總線切斷設備供電電源。在這種狀況下，設備與主機沒法通訊，但設備處於鏈接狀態。
◆若是在3毫秒內設備在總線上未見任何動做，則它將進入掛起狀態，在掛起狀態設備消耗的總線電能最少。

 

還有一個差很少，以下：
1）集線器檢測新設備
主機集線器監視着每一個端口的信號電壓，當有新設備接入時即可覺察。（集線器端口的兩根信號線的每一根都有15kΩ的下拉電阻，而每個設備在D+都有一個1.5kΩ的上拉電阻。當用USB線將PC和設備接通後，設備的上拉電阻使信號線的電位升高，所以被主機集線器檢測到。）
（2）主機知道了新設備鏈接後
每一個集線器用中斷傳輸來報告在集線器上的事件。當主機知道了這個事件，它給集線器發送一個Get_Status請求來了解更多的消息。返回的消息告訴主機一個設備是何時鏈接的。
（3）集線器從新設置這個新設備
當主機知道有一個新的設備時，主機給集線器發送一個Set_Feature請求，請求集線器來從新設置端口。集線器使得設備的USB數據線處於重啓（RESET）狀態至少10ms。
（4）集線器在設備和主機之間創建一個信號通路
主機發送一個Get_Status請求來驗證設備是否激起重啓狀態。返回的數據有一位表示設備仍然處於重啓狀態。當集線器釋放了重啓狀態，設備就處於默認狀態了，即設備已經準備好經過Endpoint 0 的默認流程響應控制傳輸。即設備如今使用默認地址0x0與主機通訊。
（5）集線器檢測設備速度 
集線器經過測定那根信號線（D+或D-）在空閒時有更高的電壓來檢測設備是低速設備仍是全速設備。（全速和高速設備D+有上拉電阻，低速設備D-有上拉電阻）。
如下，須要USB的firmware進行干預
（6）獲取最大數據包長度 
PC向address 0發送USB協議規定的Get_Device_Deor命令，以取得卻缺省控制管道所支持的最大數據包長度，並在有限的時間內等待USB設備的響應，該長度包含在設備描述符的bMaxPacketSize0字段中，其地址偏移量爲7，因此這時主機只需讀取該描述符的前8個字節。注意，主機一次只能列舉一個USB設備，因此同一時刻只能有一個USB設備使用缺省地址0。
如下操做雷同，不一樣操做系統設定時延是不同的，好比說win2k大概是幾毫秒，若是沒有反應就再發送一次命令，重複三次。 
（7）主機分配一個新的地址給設備
主機經過發送一個Set_Address請求來分配一個惟一的地址給設備。設備讀取這個請求，返回一個確認，並保存新的地址。今後開始全部通訊都使用這個新地址。
（8）主機向新地址從新發送Get_Device_Deor命令，這次讀取其設備描述符的所有字段，以瞭解該設備的整體信息，如VID，PID。
（9）主機向設備循環發送Get_Device_Configuration命令，要求USB設備回答，以讀取所有配置信息。
（10）主機發送Get_Device_String命令，得到字符集描述（unicode），好比產商、產品描述、型號等等。
（11）此時主機將會彈出窗口，展現發現新設備的信息，產商、產品描述、型號等。
（12）根據Device_Deor和Device_Configuration應答，PC判斷是否可以提供USB的Driver，通常win2k能提供幾大類的設備，如遊戲操做杆、存儲、打印機、掃描儀等，操做就在後臺運行。可是Win98卻不能夠，因此在此時將會彈出對話框，索要USB的Driver。
（13）加載了USB設備驅動之後，主機發送Set_Configuration（x）命令請求爲該設備選擇一個合適的配置(x表明非0的配置值)。若是配置成功，USB設備進入「配置」狀態，並能夠和客戶軟件進行數據傳輸。
此時，常規的USB完成了其必須進行的配置和鏈接工做。查看註冊表，可以發現相應的項目已經添加完畢，至此設備應當能夠開始使用。不過，USB協議還提供了一些用戶可選的協議，設備若是不該答，也不會出錯，可是會影響到系統的功能。

 

    1.當主機用輪詢的方式檢測到USB端口有新的設備插入時，主機就會給HUB發送總線復位命令，要求HUB進行總線復位。
              設備鏈接到主機並初始化完成（Softconnect 位被設置爲 1），主機檢測到D+與D-之間有電壓差，就認爲有新的設置接入。主機等待100ms後發出復位請求。設備接到復位請求後將產生一個外部中斷信號。

     2.主機使用默認地址0，來讀取設備的描述符。
             發送 Get_descriptor標準請求。主機向D12發送一個八字節請求：80 06 00 01 00 00 40 00    D12接收到請求後產生一箇中斷，咱們能夠經過讀中斷寄存器知道中斷源，而且能夠加讀最後狀態寄存器來肯定第一個接到的包是否爲一個Setup包。當控制器處理程序判斷出它是一個Get_descriptor請求是，把設備描述符的前16個字節發送到端點0緩衝區中。剩下的2個字節描述符第一次請求時再也不發送。

     3.主機給設備分配一個地址
              當主機收到正確的前16字節描述符後，會給設備分配一個地址，個人PC分配的地址爲：0x03（這個要看你的機子當時的USB接口設備數目而定) Set_Address 請求所發送的數據爲：00 05 03 00 00 00 00 00 ，其中的03就表示主機爲設備分配的地址爲0x03，在之後的通訊裏設備就只對0x03地址做出應答。當D12產生一個接收中斷後，跟據所分配的地址設置D12的地址寄存器相應位

    4.主機以地址0x03 ，從新請求設備描述符
        主機發送設備描述符標準請求Get_descriptor ：80 06 00 01 00 00 12 00  這次將要求把18個字節所有發送完。因此主機要分兩次來讀取。第一次發送16個字節，第三次發送兩個字節，最後主機發送0表示發送完畢的應答。

    5.主機發送Get_configuration請求
         因爲事先沒有知道描述符的長度，因此先以0xff的長度進行請求。其數據爲：80 06 00 02 00 00 FF 00   我用的是周立功公司賣的D12開發板光盤資料中提供的驅動程序，發送的應答是一個描述集合其結構以下：
typedef struct USB_DESCRIPTOR {
    USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR ConfigDescr;        //配置描述符
    USB_INTERFACE_DESCRIPTOR InterfaceDescr;        //接口描述符
    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR EP1_TXDescr;            //端點1輸入描述符
    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR EP1_RXDescr;            //端點1輸出描述符
    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR EP2_TXDescr;            //端點2輸入描述符
    USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR EP2_RXDescr;            //端點2輸出描述符
} USB_DESCRIPTOR, *PUSB_DESCRIPTOR;

     6.Set_Conficuration
           當讀取完成描述符以後，須要對設備進行配置，使得設備從地址狀態進入配置狀態。這個在寫固件的時候能夠提升運行效率。
      
     7.讀取配置狀態。  
  
     8.當主機能正確地收到這些數據以後，就能夠加載D12的驅動程序。這時就可能做應用中的數據傳輸了。

         使用USB View 採集到的數據：

Device Descriptor:
bcdUSB:             0x0100
bDeviceClass:         0xDC
bDeviceSubClass:      0x00
bDeviceProtocol:      0x00
bMaxPacketSize0:      0x10 (16)
idVendor:           0x0471
idProduct:          0x0666
bcdDevice:          0x0100
iManufacturer:        0x00
iProduct:             0x00
iSerialNumber:        0x00
bNumConfigurations:   0x01

ConnectionStatus: DeviceConnected
Current Config Value: 0x01
Device Bus Speed:     Full
Device Address:       0x02
Open Pipes:              4

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x81
Transfer Type:   Interrupt
wMaxPacketSize:     0x0010 (16)
bInterval:            0x0A

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x01
Transfer Type:   Interrupt
wMaxPacketSize:     0x0010 (16)
bInterval:            0x0A

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x82
Transfer Type:        Bulk
wMaxPacketSize:     0x0040 (64)
bInterval:            0x0A

Endpoint Descriptor:
bEndpointAddress:     0x02
Transfer Type:        Bulk
wMaxPacketSize:     0x0040 (64)
bInterval:            0x0A

       參考資料：《PDIUSBD12 USB固件編程和驅動開發》
                                           驅動開發網

 
USB 基本知識

 

USB的重要關鍵字:

一、端點：位於USB設備或主機上的一個數據緩衝區，用來存放和發送USB的各類數據，每個端點都有唯一的肯定地址，有不一樣的傳輸特性（如輸入端點、輸出端點、配置端點、批量傳輸端點）

二、幀：時間概念，在USB中，一幀就是1MS，它是一個獨立的單元，包含了一系列總線動做，USB將1幀分爲好幾份，每一份中是一個USB的傳輸動做。

三、上行、下行：設備到主機爲上行，主機到設備爲下行

 

 

下面以一問一答的形式開始學習吧。

 

問題一：USB的傳輸線結構是如何的呢？

答案一：一條USB的傳輸線分別由地線、電源線、D+、D-四條線構成，D+和D-是差分輸入線，它使用的是3.3V的電壓（注意哦，與CMOS的5V電平不一樣），而電源線和地線可向設備提供5V電壓，最大電流爲500MA（能夠在編程中設置的，至於硬件的實現機制，就不要管它了）。

 

問題二：數據是如何在USB傳輸線裏面傳送的

答案二：數據在USB線裏傳送是由低位到高位發送的。

 

問題三：USB的編碼方案？

答案三：USB採用不歸零取反來傳輸數據，當傳輸線上的差分數據輸入0時就取反，輸入1時就保持原值，爲了確保信號發送的準確性，當在USB總線上發送一個包時，傳輸設備就要進行位插入***做（即在數據流中每連續6個1後就插入一個0），從而強迫NRZI碼發生變化。這個瞭解就好了，這些是由專門硬件處理的。

 

問題四：USB的數據格式是怎麼樣的呢？

答案四：和其餘的同樣，USB數據是由二進制數字串構成的，首先數字串構成域（有七種），域再構成包，包再構成事務（IN、OUT、SETUP），事務最後構成傳輸（中斷傳輸、並行傳輸、批量傳輸和控制傳輸）。下面簡單介紹一下域、包、事務、傳輸，請注意他們之間的關係。

（一）域：是USB數據最小的單位，由若干位組成（至因而多少位由具體的域決定），域可分爲七個類型：

一、同步域（SYNC），八位，值固定爲0000 0001，用於本地時鐘與輸入同步

二、標識域（PID），由四位標識符+四位標識符反碼構成，代表包的類型和格式，這是一個很重要的部分，這裏能夠計算出，USB的標識碼有16種，具體分類請看問題五。

三、地址域（ADDR）：七位地址，表明了設備在主機上的地址，地址000 0000被命名爲零地址，是任何一個設備第一次鏈接到主機時，在被主機配置、枚舉前的默認地址，由此能夠知道爲何一個USB主機只能接127個設備的緣由。

四、端點域（ENDP），四位，由此可知一個USB設備有的端點數量最大爲16個。

五、幀號域（FRAM），11位，每個幀都有一個特定的幀號，幀號域最大容量0x800，對於同步傳輸有重要意義（同步傳輸爲四種傳輸類型之一，請看下面）。

六、數據域（DATA）：長度爲0~1023字節，在不一樣的傳輸類型中，數據域的長度各不相同，但必須爲整數個字節的長度

七、校驗域（CRC）：對令牌包和數據包（對於包的分類請看下面）中非PID域進行校驗的一種方法，CRC校驗在通信中應用很泛，是一種很好的校驗方法，至於具體的校驗方法這裏就很少說，請查閱相關資料，只須注意CRC碼的除法是模2運算，不一樣於10進制中的除法。

（二）包：由域構成的包有四種類型，分別是令牌包、數據包、握手包和特殊包，前面三種是重要的包，不一樣的包的域結構不一樣，介紹以下

一、令牌包：可分爲輸入包、輸出包、設置包和幀起始包（注意這裏的輸入包是用於設置輸入命令的，輸出包是用來設置輸出命令的，而不是放據數的）

其中輸入包、輸出包和設置包的格式都是同樣的：

SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5（五位的校驗碼）  

（上面的縮寫解釋請看上面域的介紹，PID碼的具體定義請看問題五）

幀起始包的格式：

SYNC+PID+11位FRAM+CRC5（五位的校驗碼）

二、數據包：分爲DATA0包和DATA1包，當USB發送數據的時候，當一次發送的數據長度大於相應端點的容量時，就須要把數據包分爲好幾個包，分批發送，DATA0包和DATA1包交替發送，即若是第一個數據包是DATA0，那第二個數據包就是DATA1。但也有例外狀況，在同步傳輸中（四類傳輸類型中之一），全部的數據包都是爲DATA0，格式以下：

SYNC+PID+0~1023字節+CRC16

三、握手包：結構最爲簡單的包，格式以下

SYNC+PID

（註上面每種包都有不一樣類型的，USB1.1共定義了十種包，具體請見問題五）

（三）事務：分別有IN事務、OUT事務和SETUP事務三大事務，每一種事務都由令牌包、數據包、握手包三個階段構成，這裏用階段的意思是由於這些包的發送是有必定的時間前後順序的，事務的三個階段以下：

一、令牌包階段：啓動一個輸入、輸出或設置的事務

二、數據包階段：按輸入、輸出發送相應的數據

三、握手包階段：返回數據接收狀況，在同步傳輸的IN和OUT事務中沒有這個階段，這是比較特殊的。

事務的三種類型以下（如下按三個階段來講明一個事務）：

一、 IN事務：

令牌包階段——主機發送一個PID爲IN的輸入包給設備，通知設備要往主機發送數據；

數據包階段——設備根據狀況會做出三種反應（要注意：數據包階段也不老是傳送數據的，根據傳輸狀況還會提早進入握手包階段）

1） 設備端點正常，設備往入主機裏面發出數據包（DATA0與DATA1交替）；

2） 設備正在忙，沒法往主機發出數據包就發送NAK無效包，IN事務提早結束，到了下一個IN事務才繼續；

3） 相應設備端點被禁止，發送錯誤包STALL包，事務也就提早結束了，總線進入空閒狀態。

握手包階段——主機正確接收到數據以後就會向設備發送ACK包。

二、 OUT事務：

令牌包階段——主機發送一個PID爲OUT的輸出包給設備，通知設備要接收數據；

數據包階段——比較簡單，就是主機會設備送數據，DATA0與DATA1交替

握手包階段——設備根據狀況會做出三種反應

1）設備端點接收正確，設備往入主機返回ACK，通知主機能夠發送新的數據，若是數據包發生了CRC校驗錯誤，將不返回任何握手信息；

2） 設備正在忙，沒法往主機發出數據包就發送NAK無效包，通知主機再次發送數據；

3） 相應設備端點被禁止，發送錯誤包STALL包，事務提早結束，總線直接進入空閒狀態。

三、SETUT事務：

令牌包階段——主機發送一個PID爲SETUP的輸出包給設備，通知設備要接收數據；

數據包階段——比較簡單，就是主機會設備送數據，注意，這裏只有一個固定爲8個字節的DATA0包，這8個字節的內容就是標準的USB設備請求命令（共有11條，具體請看問題七）

握手包階段——設備接收到主機的命令信息後，返回ACK，此後總線進入空閒狀態，並準備下一個傳輸（在SETUP事務後一般是一個IN或OUT事務構成的傳輸）

（四）傳輸：傳輸由OUT、IN、SETUP事務其中的事務構成，傳輸有四種類型，中斷傳輸、批量傳輸、同步傳輸、控制傳輸，其中中斷傳輸和批量轉輸的結構同樣，同步傳輸有最簡單的結構，而控制傳輸是最重要的也是最複雜的傳輸。

一、中斷傳輸：由OUT事務和IN事務構成，用於鍵盤、鼠標等HID設備的數據傳輸中

二、批量傳輸：由OUT事務和IN事務構成，用於大容量數據傳輸，沒有固定的傳輸速率，也不佔用帶寬，當總線忙時，USB會優先進行其餘類型的數據傳輸，而暫時中止批量轉輸。

三、同步傳輸：由OUT事務和IN事務構成，有兩個特殊地方，第一，在同步傳輸的IN和OUT事務中是沒有返回包階段的；第二，在數據包階段全部的數據包都爲DATA0

四、控制傳輸：最重要的也是最複雜的傳輸，控制傳輸由三個階段構成（初始設置階段、可選數據階段、狀態信息步驟），每個階段能夠當作一個的傳輸，也就是說控制傳輸實際上是由三個傳輸構成的，用來於USB設備初次加接到主機以後，主機經過控制傳輸來交換信息，設備地址和讀取設備的描述符，使得主機識別設備，並安裝相應的驅動程序，這是每個USB開發者都要關心的問題。

一、初始設置步驟：就是一個由SET事務構成的傳輸

二、可選數據步驟：就是一個由IN或OUT事務構成的傳輸，這個步驟是可選的，要看初始設置步驟有沒有要求讀/寫數據（由SET事務的數據包階段發送的標準請求命令決定）

三、 狀態信息步驟：顧名思義，這個步驟就是要獲取狀態信息，由IN或OUT事務構成構成的傳輸，可是要注意這裏的IN和OUT事務和以前的INT和OUT事務有兩點不一樣：

1） 傳輸方向相反，一般IN表示設備往主機送數據，OUT表示主機往設備送數據；在這裏，IN表示主機往設備送數據，而OUT表示設備往主機送數據，這是爲了和可選數據步驟相結合；

2） 在這個步驟裏，數據包階段的數據包都是0長度的，即SYNC+PID+CRC16

除了以上兩點有區別外，其餘的同樣，這裏就很少說

（思考：這些傳輸模式在實際***做中應如何經過什麼方式去設置？）

 

 

 

問題五：標識碼(PID)有哪些？

答案五：如同前面所說的標識碼由四位數據組成，所以能夠表示十六種標識碼，在USB1.1規範裏面，只用了十種標識碼，USB2.0使用了十六種標識碼，標識碼的做用是用來講明包的屬性的，標識碼是和包聯繫在一塊兒的，首先簡單介紹一下數據包的類型，數據包分爲令牌包、數據、握手包和特殊包四種（具體分類請看問題七），標識碼分別有如下十六種：

令牌包 :

0x01  輸出(OUT）啓動一個方向爲主機到設備的傳輸，幷包含了設備地址和標號

0x09  輸入 (IN) 啓動一個方向爲設備到主機的傳輸，幷包含了設備地址和標號

0x05  幀起始（SOF）表示一個幀的開始，而且包含了相應的幀號

0x0d  設置（SETUP）啓動一個控制傳輸，用於主機對設備的初始化

數據包 :

0x03  偶數據包（DATA0），

0x0b  奇數據包（DATA1）

握手包:

0x02  確認接收到無誤的數據包（ACK）

0x0a  無效，接收（發送）端正在忙而沒法接收（發送）信息

0x0e  錯誤，端點被禁止或不支持控制管道請求

特殊包 0x0C  前導，用於啓動下行端口的低速設備的數據傳輸

 

 

問題六：USB主機是如何識別USB設備的？

答案六：當USB設備插上主機時，主機就經過一系列的動做來對設備進行枚舉配置（配置是屬於枚舉的一個態，態表示暫時的狀態），這這些態以下：

        一、接入態（Attached）：設備接入主機後，主機經過檢測信號線上的電平變化來發現設備的接入；

        二、供電態（Powered）：就是給設備供電，分爲設備接入時的默認供電值，配置階段後的供電值（按數據中要求的最大值，可經過編程設置）

        三、缺省態（Default）：USB在被配置以前，經過缺省地址0與主機進行通訊；

        四、地址態（Address）：通過了配置，USB設備被複位後，就能夠按主機分配給它的惟一地址來與主機通訊，這種狀態就是地址態；

        五、配置態（Configured）：經過各類標準的USB請求命令來獲取設備的各類信息，並對設備的某此信息進行改變或設置。

        六、掛起態（Suspended）：總線供電設備在3ms內沒有總線***做，即USB總線處於空閒狀態的話，該設備就要自動進入掛起狀態，在進入掛起狀態後，總的電流功耗不超過280UA。

 

問題七：剛纔在答案四提到的標準的USB設備請求命令到底是什麼？

答案七：標準的USB設備請求命令是用在控制傳輸中的「初始設置步驟」裏的數據包階段（即DATA0，由八個字節構成），請看回問答四的內容。標準USB設備請求命令共有11個，大小都是8個字節，具備相同的結構，由5個字段構成（字段是標準請求命令的數據部分），結構以下（括號中的數字表示字節數，首字母bm,b,w分別表示位圖、字節，雙字節）：

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

各字段的意義以下：

一、bmRequestType：D7D6D5D4D3D2D1D0

D7=0主機到設備

=1設備到主機；

D6D5=00標準請求命令

     =01 類請求命令

     =10用戶定義的命令    

=11保留值

D4D3D2D1D0=00000 接收者爲設備

            =00001 接收者爲設備

            =00010 接收者爲端點

            =00011 接收者爲其餘接收者

            =其餘  其餘值保留

二、bRequest：請求命令代碼，在標準的USB命令中，每個命令都定義了編號，編號的值就爲字段的值，編號與命令名稱以下（要注意這裏的命令代碼要與其餘字段結合使用，能夠說命令代碼是標準請求命令代碼的核心，正是由於這些命令代碼而決定了11個USB標準請求命令）：

0） 0  GET_STATUS：用來返回特定接收者的狀態

1） 1  CLEAR_FEATURE：用來清除或禁止接收者的某些特性

2） 3  SET_FEATURE：用來啓用或激活命令接收者的某些特性

3） 5  SET_ADDRESS：用來給設備分配地址

4） 6  GET_DEscriptOR：用於主機獲取設備的特定描述符

5） 7  SET_DEscriptOR：修改設備中有關的描述符，或者增長新的描述符

6） 8  GET_CONFIGURATION：用於主機獲取設備當前設備的配置值（注同上面的不一樣） 

7） 9  SET_CONFIGURATION：用於主機指示設備採用的要求的配置

8） 10  GET_INTERFACE：用於獲取當前某個接口描述符編號

9） 11  SET_INTERFACE：用於主機要求設備用某個描述符來描述接口

10） 12 SYNCH_FRAME：用於設備設置和報告一個端點的同步幀

以上的11個命令要說得明白真的有一匹布那麼長，請各位去看書吧，這裏就很少說了，控制傳輸是USB的重心，而這11個命令是控制傳輸的重心，因此這11個命令是重中之重，這個搞明白了，USB就算是入門了。

 

問題八：在標準的USB請求命令中，常常會看到描述符（Descriptor），這是什麼來的呢？

回答八：Descriptor即描述符，是一個完整的數據結構，能夠經過C語言等編程實現，並存儲在USB設備中，用於描述一個USB設備的全部屬性，USB主機是經過一系列命令來要求設備發送這些信息的。它的做用就是經過如問答節中的命令***做來給主機傳遞信息，從而讓主機知道設備具備什麼功能、屬於哪一類設備、要佔用多少帶寬、使用哪類傳輸方式及數據量的大小，只有主機肯定了這些信息以後，設備才能真正開始工做，因此描述符也是十分重要的部分，要好好掌握。標準的描述符有5種，USB爲這些描述符定義了編號：

1——設備描述符

2——配置描述符

3——字符描述符

4——接口描述符

5——端點描述符

上面的描述符之間有必定的關係，一個設備只有一個設備描述符，而一個設備描述符能夠包含多個配置描述符，而一個配置描述符能夠包含多個接口描述符，一個接口使用了幾個端點，就有幾個端點描述符。這間描述符是用必定的字段構成的，分別以下說明：

一、設備描述符

struct _DEVICE_DEscriptOR_STRUCT

{

 BYTE bLength;          //設備描述符的字節數大小，爲0x12

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

 WORD bcdUSB;           //USB版本號

 BYTE bDeviceClass;  //USB分配的設備類代碼，0x01~0xfe爲標準設備類，0xff爲廠商自定義類型

                        //0x00不是在設備描述符中定義的，如HID

    BYTE bDeviceSubClass;   //usb分配的子類代碼，同上，值由USB規定和分配的

    BYTE bDeviceProtocl;    //USB分配的設備協議代碼，同上

    BYTE bMaxPacketSize0;   //端點0的最大包的大小

    WORD idVendor;          //廠商編號

    WORD idProduct;         //產品編號

    WORD bcdDevice;         //設備出廠編號

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

    BYTE iProduct;          //描述產品字符串的索引

    BYTE iSerialNumber;     //描述設備序列號字符串的索引

    BYTE bNumConfiguration; //可能的配置數量

   

}

二、配置描述符

struct _CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT

{

 BYTE bLength;          //設備描述符的字節數大小，爲0x12

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

 WORD wTotalLength;     //配置所返回的全部數量的大小

 BYTE bNumInterface;    //此配置所支持的接口數量

 BYTE bConfigurationVale;   //Set_Configuration命令須要的參數值

 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;             //設備從總線提取的最大電流

}

三、字符描述符

struct _STRING_DEscriptOR_STRUCT

{

 BYTE bLength;          //設備描述符的字節數大小，爲0x12

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

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

}

四、接口描述符

struct _INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT

{

 BYTE bLength;          //設備描述符的字節數大小，爲0x12

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

 BYTE bInterfaceNunber; //接口的編號

 BYTE bAlternateSetting;//備用的接口描述符編號

 BYTE bNumEndpoints;    //該接口使用端點數，不包括端點0

 BYTE bInterfaceClass;  //接口類型

 BYTE bInterfaceSubClass;//接口子類型

 BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的協議

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

}

五、端點描述符

struct _ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT

{

 BYTE bLength;          //設備描述符的字節數大小，爲0x12

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

 BYTE bEndpointAddress; //端點地址及輸入輸出屬性

 BYTE bmAttribute;      //端點的傳輸類型屬性

 WORD wMaxPacketSize;   //端點收、發的最大包的大小

 BYTE bInterval;        //主機查詢端點的時間間隔

}

 

USB枚舉實例轉載:

對2440的USB HOST進行初始化完畢（主要包括對符合OHCI規範的寄存器的初始化—總線復位、中斷使能、清除中斷標誌、電源管理、內存指針寄存器的初始化，各類數據結構的初始化等），等待USB設備的插入，當2440檢測到有設備插入，就要對設備進行枚舉了。那麼爲何要對設備進行枚舉呢？起始枚舉就至關於主機和設備創建鏈接的過程(接頭)，Host向Device詢問一些東西，Device將自身的設備類型，如何進行通訊報告給Host，這樣Host就知道怎麼着對Device進行操做了。

枚舉的過程實際上用到並且只用到了總線的「控制傳輸(Control Transfer)」的傳輸方式。這種傳輸方式一般用於配置/命令/狀態等情形，其中的設置操做setup和狀態操做status過程的數據包具備USB協議定義的數據結構，所以，控制傳輸只能經過消息管道進行。

一個完整的控制傳輸包括三個過程：1.創建鏈接    2.數據過程(可選)         3.狀態過程

創建鏈接的過程都是有Host發起，它開始於一個Setup令牌包，後面緊跟一個DATA0包。若是是控制輸入傳輸，數據過程則爲輸入數據，如果控制輸出傳輸，則數據過程是輸出數據。

數據過程的可選型是指設置過程須要指定數據長度，若是指定爲0，則沒有數據過程。狀態過程跟在數據過程以後，狀態過程剛好和數據過程的數據傳輸方向相反，由於此階段主要是用來確認以前兩階段的全部數據都已經正確傳輸了。

       好了，下面就結合個人這個實例來看看枚舉的詳細過程：

       1.控制2440向U盤發送第一個Setup包，內容是80 06 00 01 00 00 08 00，其中最後的0008表示獲得DEVICE_DCESCRIPTOR的前8個字節，由於這個包的主要目的是要得到USB Device中端點0的最大包的大小（第8個字節），因此只須要8個字節就能夠了。USB Device返回的設備標識符爲12 01 10 01 00 00 00 40，下面咱們須要對0x40記錄下來，將其放到Endpoint Descriptor數據結構的DWORD0的MPS（bit16~bit32）塊中去。

       2.接下來2440發送第二個Setup包，內容是00 05 01 00 00 00 00 00這一個次的做用是爲USB設備分配地址（至關於SD卡中的RCA）。若是USB Device接收並接受了此地址設置包，會返回一個長度爲0的數據包。Host接收到長度爲0的狀態包以後就會返回一個ACK給Device，Device再接收到這個ACK以後，就能夠啓用新地址了。這樣Device就獲得了一個惟一的設備地址，做爲主機通訊的惟一表示。

3.發送第三個Setup包，內容是80 06 00 02 00 00 09 00，此次是爲了獲取配置描述符集合的大小，此位位於讀回數據的第三個字節。U盤返回的數據爲09 02 20 00 01 01 00 80 32，即描述符集合總大小爲0x20。

4.發送第四個Setup包，內容是80 06 00 02 00 00 09 00，和上次不一樣的僅僅是，此次要讀回來的數據是整個配置描述符區域。U盤返回來的數據是09 02 20 00 01 01 00 80 32 09 04 00 00 02 08 06 50 00 07 05 82 02 40 00 00 07 05 02 02 40 00 00。

這時候咱們就能夠知道該設備是什麼類型的設備，支持什麼樣的操做了。

上述這兩個過程也有的程序就是直接讀取0xff個字符大小，固然一樣能夠達到讀回設備描述符集合的目的。

至此，咱們已經獲得了所須要的設備信息，以後就能夠對設備進行配置了。

5.向設備發送第五個Setup包，數據爲00 09 01 00 00 00 00 00，USB Device返回一個長度爲0的數據包，代表數據正確接收。

至此，USB的枚舉過程就完成了。