usb描述符詳細講解

在USB中USB HOST 是通過各種描述符來識別設備的，有 設備描述符，接口描述符，端點描述符，字符描述符，報告描述符等

USB HID 設備是通過報告來傳送數據的，報告有： 輸入報告 和 輸出報告

輸入報告：是設備發送給主機的，例如 usb鼠標將鼠標移動和鼠標點擊的信息返回給電腦，鍵盤將按鍵數據返回給電腦。

輸出報告：是主機發送給USB設備的，例如鍵盤上的數字鍵盤鎖定燈和大寫字母鎖定燈等。報告是一個數據包，里面包含的是所要傳送的數據。

輸入報告是通過中斷輸入端點輸入的。

報告描述符：是描述一個報告以及報告里面的數據是用來干什么的。通過它，USB HOST 可以 分析出報告里面的數據所要表達的意思。

 

USB電氣特性

標准USB使用4根線：5V電源線（VBus），差分數據線負（D-），差分數據線正（D+），地（GND）

USB線纜及插頭插座

USB設備的插入檢測機制

USB主機如何檢測到設備插入的那？首先在USB集線器的每個下游端口的D+和D-上，分別接上一個15K的下拉電阻，而在USB設備端，在D+

或者D-上接上1.5K的上拉電阻，高速設備接在D+上，低俗設備上拉接在D-上。這樣當有設備插入到集線器時，就將差分數據線上的一條拉高了，集線器檢測到這個狀態后，它就報告給USB主控制器，這樣就檢測到設備插入了。

USB設備的枚舉過程

usb主機檢測到USB設備插入后，就要對設備進行枚舉了。枚舉的作用就是從設備是那個讀取一些信息，知道設備是什么樣的設備，如果通信，這樣主機就可以根據這些信息假造合適的驅動程序。調試USB設備，很重要的一點就是USB枚舉過程，只要枚舉成功了，那就成功一大半了。

USB的一種傳輸模式---控制傳輸

這種傳輸在USB中是非常重要的，它保證數據的正確性，在設備的枚舉過程中都是控制傳輸。

控制傳輸分為三個過程：1.建立過程；2可選的數據過程；3狀態過程。

建立過程都是由USB主機發起，它開始於一個Setup令牌包，后面緊跟着一個DATA0包，如果是控制輸入傳輸，那么數據過程就是輸入數據；如果控制輸出傳輸，那么數據過程就是輸出數據。數據過程之后是狀態過程。狀態過程剛好與數據過程的數據傳輸放喜愛那個相反。

首先：主機檢測到USB設備插入后，就會先對設備進行復位，復位后，USB主機就會對地址為0的設備發送獲取設備描述符的標准請求。所有的USB設備在總線復位后其地址都為0，這樣主機就可以跟那些剛剛插入的設備通過地址0通信，

獲取玩 設備描述符后，主機就會獲取 配置描述符9個字節， 主機獲取到配置描述符后，根據里面的配置集合總長度，在獲取配置結合。配置集合包括配置描述符，接口描述符，端點描述符等。

USB的描述以及各種描述符之間的依賴關系

 

 

 

一個USB設備只有一個設備描述符--N1配置描述符 -----N個接口描述符--------N個端點描述符：定義了端點的大小和類型

                                                        N2配置描述符

                                                        N3配置描述符

                                                        。。。

主機獲取描述符時，1獲取設備描述符->2獲取配置描述符

設備描述符記錄的信息有：設備所使用的USB協議版本號，設備類型，端點0的最大包大小，廠商ID（VID）和產品ID（PID），設備版本號，廠商字符串索引，產品字符串索引，設備序列號索引，可能的配置數。

配置的描述符主要記錄的信息有：配置所包含的接口數，配置的編號，供電方式馬事發支持遠程喚醒，電流需求量

接口描述符：只要記錄接口編號，接口的端點數，接口所使用的類子類協議。

端點描述符：端點號，方向，端點的傳輸類型，最大包長度，查詢時間間隔。

字符串描述符：提供一些方便人們查閱的信息不是必須的。

USB總線上傳輸數據以包為基本單位。一個包被分成不同的域。根據不同類型的包，所包含的域是不一樣的，但是不通的包有共同的特點，就是同步域開始緊跟着一個包標識符PID,最終以包結束符EOP來結束這個包。

包標識符PID是用來標識一個包的類型。它總共有8位，其中USB協議使用的只有4位，PID0～PID3 另外4位PID4～PID7是PID0～PID3的取反用來檢驗PID。USB協議規定了4類包，

令牌包PID1～0 為01，

數據包PID1~0為11

握手包PID1~0為10

特殊包PID1~0為00不同類的包又分成幾種具體的包。

令牌包：用來啟動一次USB傳輸。輸出，輸入，建立和幀起始。

 

 

 

 

設備描述符：一個設備只有一個設備描述符

typedef struct _USB_DEVICE_DESCRIPTOR_
{
    BYTE        bLength,
    BYTE        bDescriptorType,
    WORD      bcdUSB,
    BYTE        bDeviceClass,
    BTYE        bDeviceSubClass,
    BYTE        bDeviceProtol,
    BYTE        bMaxPacketSize0,
    WORD      idVenderI,
    WORD      idProduct,
    WORD      bcdDevice,
    BYTE        iManufacturer,
    BYTE        iProduct,
    BYTE        iSerialNumber,
    BYTE        iNumConfiguations
}USB_DEVICE_DESCRIPTOR;

bLength : 描述符大小．固定為0x12．
bDescriptorType : 設備描述符類型．固定為0x01．
bcdUSB : USB 規范發布號．表示了本設備能適用於那種協議，如2.0=0200，1.1=0110等．

bDeviceClass : 類型代碼（由USB指定）。當它的值是0時，表示所有接口在配置描述符里，並且所有接口是獨立的。當它的值是1到FEH時，表示不同的接口關聯的。當它的值是FFH時，它是廠商自己定義的．

bDeviceSubClass : 子類型代碼（由USB分配）．如果bDeviceClass值是0，一定要設置為0．其它情況就跟據USB-IF組織定義的編碼．

bDeviceProtocol : 協議代碼（由USB分配）．如果使用USB-IF組織定義的協議，就需要設置這里的值，否則直接設置為0。如果廠商自己定義的可以設置為FFH．

bMaxPacketSize0 : 端點０最大分組大小（只有8,16,32,64有效）．

idVendor : 供應商ID（由USB分配）．

idProduct : 產品ID（由廠商分配）．由供應商ID和產品ID，就可以讓操作系統加載不同的驅動程序．

bcdDevice : 設備出產編碼．由廠家自行設置．

iManufacturer : 廠商描述符字符串索引．索引到對應的字符串描述符． 為０則表示沒有．

iProduct : :產品描述符字符串索引．同上．
iSerialNumber : 設備序列號字符串索引．同上．

bNumConfigurations : 可能的配置數．指配置字符串的個數

                                                        

 

 

 

配置描述符：配置描述符定義了設備的配置信息，一個設備可以有多個配置描述符

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 : 描述符大小．固定為0x09．
bDescriptorType : 配置描述符類型．固定為0x02．
wTotalLength : 返回整個數據的長度．指此配置返回的配置描述符，接口描述符以及端點描述符的全部大小．
bNumInterfaces : 配置所支持的接口數．指該配置配備的接口數量，也表示該配置下接口描述符數量．
bConfigurationValue : 作為Set Configuration的一個參數選擇配置值．
iConfiguration : 用於描述該配置字符串描述符的索引．
bmAttributes : 供電模式選擇．Bit4-0保留，D7:總線供電，D6:自供電，D5:遠程喚醒．
MaxPower : 總線供電的USB設備的最大消耗電流．以2mA為單位．

 

 

接口描述符：接口描述符說明了接口所提供的配置，一個配置所擁有的接口數量通過配置描述符的bNumInterfaces決定

typedef struct _USB_INTERFACE_DESCRIPTOR_
{
    BYTE      bLength,
    BYTE      bDescriptorType,
    BYTE      bInterfaceNumber,
    BYTE      bAlternateSetting,
    BYTE      bNumEndpoint,
    BYTE      bInterfaceClass,
    BYTE      bInterfaceSubClass,
    BYTE      bInterfaceProtocol,
    BYTE      iInterface
}USB_INTERFACE_DESCRIPTOR;

bLength : 描述符大小．固定為0x09．
bDescriptorType : 接口描述符類型．固定為0x04．
bInterfaceNumber: 該接口的編號．
bAlternateSetting : 用於為上一個字段選擇可供替換的位置．即備用的接口描述符標號．
bNumEndpoint : 使用的端點數目．端點０除外．
bInterfaceClass : 類型代碼（由USB分配）．
bInterfaceSubClass : 子類型代碼（由USB分配）．
bInterfaceProtocol : 協議代碼（由USB分配）．
iInterface : 字符串描述符的索引

 

端點描述符：USB設備中的每個端點都有自己的端點描述符，由接口描述符中的bNumEndpoint決定其數量

typedef struct _USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR_
{
    BYTE        bLength,
    BYTE        bDescriptorType,
    BYTE        bEndpointAddress,
    BYTE        bmAttributes,
    WORD      wMaxPacketSize,
    BYTE        bInterval
}USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR;

bLength : 描述符大小．固定為0x07．
bDescriptorType : 接口描述符類型．固定為0x05．
bEndpointType : USB設備的端點地址．Bit7，方向，對於控制端點可以忽略，1/0:IN/OUT．Bit6-4，保留．BIt3-0：端點號．
bmAttributes : 端點屬性．Bit7-2，保留．BIt1-0：00控制，01同步，02批量，03中斷．
wMaxPacketSize : 本端點接收或發送的最大信息包大小．
bInterval : 輪訓數據傳送端點的時間間隔．對於批量傳送和控制傳送的端點忽略．對於同步傳送的端點，必須為１，對於中斷傳送的端點，范圍為１－２５５．

字符串描述符：其中字符串描述符是可選的．如果不支持字符串描述符，其設備，配置，接口描述符內的所有字符串描述符索引都必須為０

typedef struct _USB_STRING_DESCRIPTION_
{
    BYTE      bLength,
    BYTE      bDescriptionType,
    BYTE      bString[1];
}USB_STRING_DESCRIPTION;

bLength : 描述符大小．由整個字符串的長度加上bLength和bDescriptorType的長度決定．
bDescriptorType : 接口描述符類型．固定為0x03．
bString[1] : Unicode編碼字符串．