USB學習系列之三——USB設備的枚舉

2.在USB設備的枚舉過程中使用了控制傳輸，這種傳輸保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。控制傳輸分為：建立過程（主機發(fā)起）、可選的數(shù)據(jù)過程和狀態(tài)過程。

3.控制傳輸解析：

（1）主機發(fā)起建立過程，建立過程開始于一個SETUP令牌包，后面緊跟一個DATA0數(shù)據(jù)包，接著就是數(shù)據(jù)過程。

（2）如果是控制讀傳輸，那么數(shù)據(jù)過程就是輸入數(shù)據(jù)（相對于USB主機來說的）；如果是控制寫傳輸，那么數(shù)據(jù)過程就是輸出數(shù)據(jù)。如果在建立過程中指定了數(shù)據(jù)長度為0，那么就沒有數(shù)據(jù)過程。數(shù)據(jù)過程之后是狀態(tài)過程。

（3）狀態(tài)過程剛好與數(shù)據(jù)過程的數(shù)據(jù)傳輸方向相反：如果是控制讀傳輸，則狀態(tài)過程是一個輸出數(shù)據(jù)包（相對于USB主機來說的）；如果是控制寫傳輸，則狀態(tài)過程是一個輸入數(shù)據(jù)包。狀態(tài)過程是用來確認所有的數(shù)據(jù)是否都已經(jīng)正確傳輸完成。

4.枚舉過程的解析：

（1）復位并讀取端點0最大包長度：

主機監(jiān)測到設備插入后，首先對設備進行復位（也就是將差分數(shù)據(jù)線同時拉低一段時間，因為差分數(shù)據(jù)線正常狀態(tài)是一高一低）。USB設備復位之后地址為0，USB主機往地址為0的設備的端點0發(fā)送獲取設備描述符的標準請求（這是一個控制傳輸?shù)慕⑦^程）。設備收到請求后，在數(shù)據(jù)過程將設備描述符返回給主機。主機在成功獲取到一個數(shù)據(jù)包的設備描述符并且確認沒有錯誤后，就會返回一個0長度的確認數(shù)據(jù)包（狀態(tài)過程）。然后就會進入到設置地址的階段。

注意：標準的設備描述符有18個字節(jié)，但是有些USB設備端點0大小不足18字節(jié)，理論上說USB主機只有通過多次讀取才能讀取到18字節(jié)的數(shù)據(jù)，但是在此階段USB主機仍然只讀取一次，這一次讀取的數(shù)據(jù)大小最小為8字節(jié)（USB協(xié)議規(guī)定端點0至少為8字節(jié)），在這8字節(jié)的數(shù)據(jù)中已經(jīng)包含了USB主機在這個階段需要知道的信息，也就是端點0的最大包長度。端點0的最大包長度存放于設備描述符的第8字節(jié)處。

（2）地址設置

USB主機往地址為0的設備的端點0發(fā)送一個設置地址的請求（建立過程），新的設備地址包含在建立過程的數(shù)據(jù)包中。具體的地址由USB主機負責管理，主機會分配一個唯一的地址給剛接入的設備。USB設備在收到這個建立過程之后就直接進入到狀態(tài)過程，因為這里數(shù)據(jù)過程是不需要的。設備等待主機請求狀態(tài)返回（一個輸入令牌包），收到輸入令牌包后，設備就返回0長度的狀態(tài)數(shù)據(jù)包。如果主機成功接收到該狀態(tài)包，就會發(fā)送應答包ACK（確認字符）給設備，設備收到ACK之后，就要啟用新的地址，以后主機就通過這個地址來訪問該設備。

注意：D12USB接口芯片會自動等待ACK之后才啟用新的地址，所以要在返回0長度的狀態(tài)包之前，將地址寫到D12芯片的地址寄存器中。

（3）獲取設備描述符

使用新的地址，獲取完整的18字節(jié)的設備描述符。如果端點0的最大包長小于18字節(jié)，那么就會有多多次請求數(shù)據(jù)輸入。

（4）主機獲取配置描述符和配置集合

配置描述符總共為9字節(jié)。主機在獲取到配置描述符之后就獲取配置集合。

（5）獲取字符串描述符等其他的描述符。

注意：設備返回的數(shù)據(jù)長度可以小于主機請求的長度。