USB 协议分析 设置USB地址 和 配置…

USB协议深入分析 设置USB地址

 

前面已经解释主控器怎么样发送设备描述符下来，然后设备返回相应的设备描述符。下一步主控器的动作是做什么呢？由于在USB总线上的设备有很多，为了区分不同的设备通讯，就需要给每个设备分配一个地址，这跟网络中的IP地址是一样的，或者跟MAC地址也是一样的。因而，接着下来就是主控器分配地址给设备，USB的设备地址是从1开始到127。下面就是接收到主控器发下来的数据包：

00 05 01 00 00 00 0000

由USB_SETUP_PACKET定义具体地分析这个数据，就可以知道应做什么样的响应了。下面就来解释这个操作。

先取得bmRequestType的类型，也就是第一个字节，它是00。从USB协议里查看，它的方向位是主控器发送给设备，由D6D5位就知道它是USB协议里定义的标准请求，由D4-D0位知道它是USB设备接收这个包数据。

bRequest是05，从前面已经介绍的类型，就知道它是设置地址，如下：

SET_ADDRESS            5

所以这个包需要按设置地址的格式去解释后面的数据。

 

由于USB协议可以知道，USB的设备地址放在字段wValue里，因它的值是0100，按小端格式解释就是0x0001了。其它相应的字段wIndex和wLength应都是0，如果是其它非0的数据，是没有定义的。

 

USB的串行引擎通过这个地址来判断是否接收总线上的数据，如果发送的地址跟它一致，就会接收主控器发过来的数据，当然从这个设备发送出去的数据也带有这个地址，因此就可以让主控器识别不同的USB设备数据了。

 

前面已经介绍设置USB的设备地址，接着下来是做什么呢？其实有了设备地址后，主控器还会再次发送获取上面已经读取的设备描述符下来，如下：

80 06 00 01 00 00 1200

然后USB设备也再次回应它，但这次发送的长度是0x0012了，不再是第一次64个字节长度了。

接着USB设备就返回下面的描述符给主控器，也就是第一次已经发送的设备描述符，如下：

12 01 10 01 00 00 00 40 00 80 00 8000 01 04 2C 4A 01

 

这样分配地址之后，再次获取设备描述符成功了，接着下来就是主控器获取配置描述符。下面就是收到的配置描述符数据：

80 06 00 02 00 00 0900

分析上面的数据如下：

bmRequestType是80，表示方向USB设备发送给主控器，接收设备是USB设备。

bRequest是06，表示这是获取描述符。GET_DESCRIPTOR        6

wValue是0002。低字节表示偏移地址00，高字节表示描述符的类型。如下：

CONFIGURATION         2

所以这里的返回的设备描述符是配置描述符。

wIndex是00 00。

wLength是0900。它表示返回描述符的长度。这里是9个字节。

接着下来，就是设备返回配置描述符给主控器，发送的数据如下：

09 02 22 00 01 01 00 0132

发送的数据是按下面的结构来定义，这也是在USB协议里定义的格式。如下：

typedef struct_USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR{

 BYTE bLength;

 BYTE bDescriptorType;

 WORD wTotalLength;

 BYTE bNumInterfaces;

 BYTE bConfigurationValue;

 BYTE iConfiguration;

 BYTE bmAttributes;

 BYTE MaxPower;

}USB_CONFIGURATION_DESCRIPTOR;

 

bLength是配置的长度，也就是配置结构的整个长度。在这里9个字节。

bDescriptorType是描述符的类型，这里配置描述符，所以设置为02。

wTotalLength是所有配置设置的结构长度。包括配置描述符、接口描述符、HID或者其它描述符和端点描述符的长度。这里是2200，也就是0x0022个字节。

bNumInterfaces是接口个数，这里一个。

bConfigurationValue是配置的个数，当设置配置时发送的值。这时设置为1个配置。

iConfiguration是说明配置的字符的偏移值。这里是0。

bmAttributes是配置特性，D7位保留。D6位是说明是否自供电。D5位是否支持远程唤醒。D4—D0是保留，设置为0。

MaxPower是使用的功率，它采用电流来表示。每2mA为单位，比如它的值是50时就表示是100mA的电流消耗。

通过这样说明，主控器就知道这个设备是什么样的设备，有多少功能。

 

 

USB协议深入分析 字符串描述符

上一次说到把配置描述符返回给主控器那里了，现在接着下来，就会收到主控器发来字符串描述符。如果在设备描述符那里指定没有字符串描述的话，在这里是不会收到字符串描述符的。由于我在设备描述符里指定有字符串描述符的偏移地址，因此，就收到主控器发出请求字符串描述符。收到的数据如下：

80 06 00 03 00 00 FF 00

bmRequestType是80，表示方向USB设备发送给主控器，接收设备是USB设备。

bRequest是06，表示这是获取描述符。GET_DESCRIPTOR        6

wValue是0003。低字节表示偏移地址00，高字节表示描述符的类型，如下：

STRING                  3

wIndex是00 00。

wLength是FF00。它表示返回描述符的长度。这里是256个字节。

因此，这个获取字符串描述符，就是从字符串描述内存里，0偏移地址开始的位置读取第一个字符串描述符返回给主控器。接着就返回下面的数据给主控器：

04 03 09 04

上面的数据是按字符串描述符来组织的，它的结构，我定义结构如下：

typedefstruct _USB_STRING_DESCRIPTOR {

 BYTE bLength;

 BYTE bDescriptorType;

 WORD bString;

} USB_STRING_DESCRIPTOR;

 

bLength是所有数据的长度。在这里是4。

bDescriptorType是描述类型，这里字符串描述符，所以它是3。

bString是可变的字符数组。不超过254个应都可以的，并且它是使用UNICODE编码的字符串。在这里是0904，这是美国英语的标识，0x0409。如果想输入中文的标识，只要改为0x0804就可以了。

通过这个字符串描述符，主控器就知道字符串描述符是使用什么语言说明的了，这样就可以支持全世界的语言标识。