USB枚舉詳細過(guò)程剖析

　　從驅動(dòng)開(kāi)發(fā)網(wǎng)看到一篇《USB枚舉詳細過(guò)程分析》，依據自己的理解和經(jīng)驗對原文稍加改動(dòng)。本文僅供參考，一些順序并不是固定的。

　　本文描述的是Windows系統的USB枚舉過(guò)程，但對嵌入式系統自行開(kāi)發(fā)的USB主機驅動(dòng)程序也有參考價(jià)值。

　　USB枚舉詳細過(guò)程剖析

　　1.主機集線(xiàn)器檢測到新設備

　　主機集線(xiàn)器監視著(zhù)每個(gè)端口的信號電壓，當有新設備接入時(shí)便可覺(jué)察。(集線(xiàn)器端口的兩根信號線(xiàn)的每一根都有15kΩ的下拉電阻，而每一個(gè)設備在D+都有一個(gè)1.5kΩ的上拉電阻。當用USB線(xiàn)將PC和設備接通后，設備的上拉電阻使信號線(xiàn)的電位升高，因此被主機集線(xiàn)器檢測到。)

　　2.主機發(fā)送Get_Status請求

　　每個(gè)集線(xiàn)器用中斷傳輸來(lái)報告在集線(xiàn)器上的事件。當主機知道了這個(gè)事件，它給集線(xiàn)器發(fā)送一個(gè)Get_Status請求來(lái)了解更多的消息。返回的消息告訴主機一個(gè)設備是什么時(shí)候連接的。

　　3.主機發(fā)送Set_Feature請求，集線(xiàn)器重啟端口

　　當主機知道有一個(gè)新的設備時(shí)，主機給集線(xiàn)器發(fā)送一個(gè)Set_Feature請求，請求集線(xiàn)器來(lái)重啟端口。集線(xiàn)器使得設備的USB數據線(xiàn)處于重啟(RESET)狀態(tài)至少10ms。

　　4.集線(xiàn)器在設備和主機之間建立一個(gè)信號通路

　　主機發(fā)送一個(gè)Get_Status請求來(lái)驗證設備是否激起重啟狀態(tài)。返回的數據有一位表示設備仍然處于重啟狀態(tài)。當集線(xiàn)器釋放了重啟狀態(tài)，設備就處于默認狀態(tài)了，設備已經(jīng)準備好通過(guò)Endpoint 0 的默認流程響應控制傳輸，即設備現在使用默認地址0x0與主機通信。

　　5.集線(xiàn)器檢測設備速度

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

　　以下需要USB的firmware進(jìn)行干預 。

　　6.獲取最大數據包長(cháng)度

　　PC 向address 0發(fā)送USB協(xié)議規定的Get_Device_Descriptor命令，以取得缺省控制管道所支持的最大數據包長(cháng)度，并在有限的時(shí)間內等待USB設備的響應。該長(cháng)度包含在設備描述符的bMaxPacketSize0字段中，其地址偏移量為7，所以這時(shí)主機只需讀取該描述符的前8個(gè)字節。注意，主機一次只能枚舉一個(gè)USB設備，所以同一時(shí)刻只能有一個(gè)USB設備使用缺省地址0。

　　以下操作雷同，不同操作系統設定時(shí)延是不一樣的，比如說(shuō)win2k大概是幾毫秒，如果沒(méi)有反應就再發(fā)送一次命令，重復三次。

　　7.主機分配一個(gè)新的地址給設備

　　主機通過(guò)發(fā)送一個(gè)Set_Address請求來(lái)分配一個(gè)唯一的地址給設備。設備讀取這個(gè)請求，返回一個(gè)確認，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.主機重新發(fā)送Get_Device_Descriptor命令，讀取完整設備描述符

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

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

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

　　10.主機發(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、型號等信息。

　　11.主機展示新設備信息

　　此時(shí)主機將會(huì )彈出窗口，展示發(fā)現新設備的信息，產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號等。

　　12.PC判斷能否提供該類(lèi)USB的驅動(dòng)

　　根據Device_Descriptor和Device_Configuration應答，PC判斷是否能夠提供USB的Driver，一般win2k能提供幾大類(lèi)的設備，如游戲操作桿、存儲、打印機、掃描儀等，操作就在后臺運行。但是Win98卻不可以，所以在此時(shí)將會(huì )彈出對話(huà)框，索要USB的 Driver。

　　13.主機發(fā)送Set_Configuration(x)命令，請求為設備選擇一個(gè)配置

　　加載了USB設備驅動(dòng)以后，主機發(fā)送Set_Configuration(x)命令請求為該設備選擇一個(gè)合適的配置(x代表非0的配置值)。如果配置成功，USB設備進(jìn)入“配置”狀態(tài)，并可以和客戶(hù)軟件進(jìn)行數據傳輸。

　　此時(shí)，常規的USB完成了其必須進(jìn)行的配置和連接工作。查看注冊表，能夠發(fā)現相應的項目已經(jīng)添加完畢，至此設備應當可以開(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，設備如果不應答，也不會(huì )出錯，但是會(huì )影響到系統的功能。