USB學(xué)習(xí)系列之三——USB設(shè)備的枚舉

2.在USB設(shè)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(rèn)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(fù)位并讀取端點(diǎn)0最大包長度：

主機(jī)監(jiān)測到設(shè)備插入后，首先對設(shè)備進(jìn)行復(fù)位（也就是將差分?jǐn)?shù)據(jù)線同時拉低一段時間，因?yàn)椴罘謹(jǐn)?shù)據(jù)線正常狀態(tài)是一高一低）。USB設(shè)備復(fù)位之后地址為0，USB主機(jī)往地址為0的設(shè)備的端點(diǎn)0發(fā)送獲取設(shè)備描述符的標(biāo)準(zhǔn)請求（這是一個控制傳輸?shù)慕⑦^程）。設(shè)備收到請求后，在數(shù)據(jù)過程將設(shè)備描述符返回給主機(jī)。主機(jī)在成功獲取到一個數(shù)據(jù)包的設(shè)備描述符并且確認(rèn)沒有錯誤后，就會返回一個0長度的確認(rèn)數(shù)據(jù)包（狀態(tài)過程）。然后就會進(jìn)入到設(shè)置地址的階段。

注意：標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備描述符有18個字節(jié)，但是有些USB設(shè)備端點(diǎn)0大小不足18字節(jié)，理論上說USB主機(jī)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(jī)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(diǎn)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(jī)在這個階段需要知道的信息，也就是端點(diǎn)0的最大包長度。端點(diǎn)0的最大包長度存放于設(shè)備描述符的第8字節(jié)處。

（2）地址設(shè)置

USB主機(jī)往地址為0的設(shè)備的端點(diǎn)0發(fā)送一個設(shè)置地址的請求（建立過程），新的設(shè)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(jī)負(fù)責(zé)管理，主機(jī)會分配一個唯一的地址給剛接入的設(shè)備。USB設(shè)備在收到這個建立過程之后就直接進(jìn)入到狀態(tài)過程，因?yàn)檫@里數(shù)據(jù)過程是不需要的。設(shè)備等待主機(jī)請求狀態(tài)返回（一個輸入令牌包），收到輸入令牌包后，設(shè)備就返回0長度的狀態(tài)數(shù)據(jù)包。如果主機(jī)成功接收到該狀態(tài)包，就會發(fā)送應(yīng)答包ACK（確認(rèn)字符）給設(shè)備，設(shè)備收到ACK之后，就要啟用新的地址，以后主機(jī)就通過這個地址來訪問該設(shè)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(shè)備描述符

使用新的地址，獲取完整的18字節(jié)的設(shè)備描述符。如果端點(diǎn)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(jī)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(jī)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(shè)備返回的數(shù)據(jù)長度可以小于主機(jī)請求的長度。