USB枚舉詳細(xì)過(guò)程剖析

　　從驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)網(wǎng)看到一篇《USB枚舉詳細(xì)過(guò)程分析》，依據(jù)自己的理解和經(jīng)驗(yàn)對(duì)原文稍加改動(dòng)。本文僅供參考，一些順序并不是固定的。

　　本文描述的是Windows系統(tǒng)的USB枚舉過(guò)程，但對(duì)嵌入式系統(tǒng)自行開(kāi)發(fā)的USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序也有參考價(jià)值。

　　USB枚舉詳細(xì)過(guò)程剖析

　　1.主機(jī)集線(xiàn)器檢測(cè)到新設(shè)備

　　主機(jī)集線(xiàn)器監(jiān)視著每個(gè)端口的信號(hào)電壓，當(dāng)有新設(shè)備接入時(shí)便可覺(jué)察。(集線(xiàn)器端口的兩根信號(hào)線(xiàn)的每一根都有15kΩ的下拉電阻，而每一個(gè)設(shè)備在D+都有一個(gè)1.5kΩ的上拉電阻。當(dāng)用USB線(xiàn)將PC和設(shè)備接通后，設(shè)備的上拉電阻使信號(hào)線(xiàn)的電位升高，因此被主機(jī)集線(xiàn)器檢測(cè)到。)

　　2.主機(jī)發(fā)送Get_Status請(qǐng)求

　　每個(gè)集線(xiàn)器用中斷傳輸來(lái)報(bào)告在集線(xiàn)器上的事件。當(dāng)主機(jī)知道了這個(gè)事件，它給集線(xiàn)器發(fā)送一個(gè)Get_Status請(qǐng)求來(lái)了解更多的消息。返回的消息告訴主機(jī)一個(gè)設(shè)備是什么時(shí)候連接的。

　　3.主機(jī)發(fā)送Set_Feature請(qǐng)求，集線(xiàn)器重啟端口

　　當(dāng)主機(jī)知道有一個(gè)新的設(shè)備時(shí)，主機(jī)給集線(xiàn)器發(fā)送一個(gè)Set_Feature請(qǐng)求，請(qǐng)求集線(xiàn)器來(lái)重啟端口。集線(xiàn)器使得設(shè)備的USB數(shù)據(jù)線(xiàn)處于重啟(RESET)狀態(tài)至少10ms。

　　4.集線(xiàn)器在設(shè)備和主機(jī)之間建立一個(gè)信號(hào)通路

　　主機(jī)發(fā)送一個(gè)Get_Status請(qǐng)求來(lái)驗(yàn)證設(shè)備是否激起重啟狀態(tài)。返回的數(shù)據(jù)有一位表示設(shè)備仍然處于重啟狀態(tài)。當(dāng)集線(xiàn)器釋放了重啟狀態(tài)，設(shè)備就處于默認(rèn)狀態(tài)了，設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好通過(guò)Endpoint 0 的默認(rèn)流程響應(yīng)控制傳輸，即設(shè)備現(xiàn)在使用默認(rèn)地址0x0與主機(jī)通信。

　　5.集線(xiàn)器檢測(cè)設(shè)備速度

　　集線(xiàn)器通過(guò)測(cè)定哪根信號(hào)線(xiàn)(D+或D-)在空閑時(shí)有更高的電壓來(lái)檢測(cè)設(shè)備是低速設(shè)備還是全速設(shè)備。(全速和高速設(shè)備D+有上拉電阻，低速設(shè)備D-有上拉電阻)。

　　以下需要USB的firmware進(jìn)行干預(yù) 。

　　6.獲取最大數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度

　　PC 向address 0發(fā)送USB協(xié)議規(guī)定的Get_Device_Descriptor命令，以取得缺省控制管道所支持的最大數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度，并在有限的時(shí)間內(nèi)等待USB設(shè)備的響應(yīng)。該長(zhǎng)度包含在設(shè)備描述符的bMaxPacketSize0字段中，其地址偏移量為7，所以這時(shí)主機(jī)只需讀取該描述符的前8個(gè)字節(jié)。注意，主機(jī)一次只能枚舉一個(gè)USB設(shè)備，所以同一時(shí)刻只能有一個(gè)USB設(shè)備使用缺省地址0。

　　以下操作雷同，不同操作系統(tǒng)設(shè)定時(shí)延是不一樣的，比如說(shuō)win2k大概是幾毫秒，如果沒(méi)有反應(yīng)就再發(fā)送一次命令，重復(fù)三次。

　　7.主機(jī)分配一個(gè)新的地址給設(shè)備

　　主機(jī)通過(guò)發(fā)送一個(gè)Set_Address請(qǐng)求來(lái)分配一個(gè)唯一的地址給設(shè)備。設(shè)備讀取這個(gè)請(qǐng)求，返回一個(gè)確認(rèn)，并保存新的地址。從此開(kāi)始所有通信都使用這個(gè)新地址。

　　8.主機(jī)重新發(fā)送Get_Device_Descriptor命令，讀取完整設(shè)備描述符

　　主機(jī)向新地址重新發(fā)送Get_Device_Descriptor命令，此次讀取其設(shè)備描述符的全部字段，以了解該設(shè)備的總體信息，如VID，PID。

　　9.主機(jī)發(fā)送Get_Device_Configuration命令，獲取完整配置信息

　　主機(jī)向設(shè)備循環(huán)發(fā)送Get_Device_Configuration命令，要求USB設(shè)備回答，以讀取全部配置信息。

　　10.主機(jī)發(fā)送Get_Device_String命令，獲得描述字符集(unicode)

　　描述字符集包括了產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號(hào)等信息。

　　11.主機(jī)展示新設(shè)備信息

　　此時(shí)主機(jī)將會(huì)彈出窗口，展示發(fā)現(xiàn)新設(shè)備的信息，產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號(hào)等。

　　12.PC判斷能否提供該類(lèi)USB的驅(qū)動(dòng)

　　根據(jù)Device_Descriptor和Device_Configuration應(yīng)答，PC判斷是否能夠提供USB的Driver，一般win2k能提供幾大類(lèi)的設(shè)備，如游戲操作桿、存儲(chǔ)、打印機(jī)、掃描儀等，操作就在后臺(tái)運(yùn)行。但是Win98卻不可以，所以在此時(shí)將會(huì)彈出對(duì)話(huà)框，索要USB的 Driver。

　　13.主機(jī)發(fā)送Set_Configuration(x)命令，請(qǐng)求為設(shè)備選擇一個(gè)配置

　　加載了USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)以后，主機(jī)發(fā)送Set_Configuration(x)命令請(qǐng)求為該設(shè)備選擇一個(gè)合適的配置(x代表非0的配置值)。如果配置成功，USB設(shè)備進(jìn)入“配置”狀態(tài)，并可以和客戶(hù)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　此時(shí)，常規(guī)的USB完成了其必須進(jìn)行的配置和連接工作。查看注冊(cè)表，能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的項(xiàng)目已經(jīng)添加完畢，至此設(shè)備應(yīng)當(dāng)可以開(kāi)始使用。不過(guò)，USB協(xié)議還提供了一些用戶(hù)可選的協(xié)議，設(shè)備如果不應(yīng)答，也不會(huì)出錯(cuò)，但是會(huì)影響到系統(tǒng)的功能。