usb协议简介

USB协议简介USB枚举USB，全称是UniversalSerialBus（通用串行总线），它是在1994年底康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合制订的USB1.1和USB2.0USB1.1是较为普遍的USB规范，其高速方式的传输速率为12Mbps，低速方式的传输速率为1.5Mbps（b是Bit的意思），1MB/s=8MBPS（兆位/秒），12Mbps=1.5MB/s。当前，大部分MP3为此类接口类型。USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps，折算为MB为60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。使用USB为打印机应用带来的变化则是速度的大幅度提升，USB接口提供了12Mbps的连接速度，相比并口速度提高达到10倍以上，在这个速度之下打印文件传输时间大大缩减。USB2.0标准进一步将接口速度提高到480Mbps，是普通USB速度的20倍，更大幅度降低了打印文件的传输时间。USB为了支持多个设备互相，而不需要另外接Host，比如一个数码相机和一个打印机，希望把打印机和数码相机直接相连接，然后就可以实现通过USB，把数据从数码相机传送到打印机中，打印机就可以打印了。OTG引入了一个新的概念，HNP（HostNegotiationProtocol），主机协商协议，允许两个设备之间互相协商谁去当Host。不过，即使在OTG中，也只是同一时刻，只存在单个的Host，而不允许存在多个Host的。USB系统的核心是Host标准USB，Mini-USB接口定义•USB是一种常用的PC接口，只有4根线，两根电源两根信号，需要注意的是千万不要把正负极弄反了，否则会烧掉USB设备或者电脑的南桥芯片！普通PC端USB设备的接口其中ID脚在OTG功能中才使用。由于Mini-USB接口分Mini-A、B和AB接口。如果你的系统仅仅是用做Slave，那么就使用B接口。系统控制器会判断ID脚的电平判断是什么样的设备插入，如果是高电平，则是B接头插入，此时系统就做主模式(mastermode)如果ID为低，则是A接口插入，然后系统就会使用HNP对话协议来决定哪个做Master，哪个做Slave。数码相机，移动硬盘等移动设备MicroAMicroBMicro母口手机等移动设备MicroUSBMicroUSB是USB2.0标准的一个便携版本，比当前部分手机使用的MiniUSB接口更小，Micro-USB是Mini-USB的下一代规格，由USB标准化组织美国USBImplementersForum（USB-IF）于2007年1月4日制定完成。从左往右依次为：miniUSB公口(A型插头)、miniUSB公口(B型插头)、USB公口(B型)、USB母口(A型插座)、USB公口(A型插头)USB描述符•标准的描述符有5种，USB为这些描述符定义了编号：•1——设备描述符•2——配置描述符•3——字符描述符•4——接口描述符•5——端点描述符设备描述符一个设备只有一个设备描述符，而一个设备描述符可以包含多个配置描述符，而一个配置描述符可以包含多个接口描述符，一个接口使用了几个端点，就有几个端点描述符。这间描述符是用一定的字段构成的，分别如下说明：设备描述符struct_DEVICE_DEscriptOR_STRUCT{BYTEbLength;//设备描述符的字节数大小，为0x12BYTEbDescriptorType;//描述符类型编号，为0x01WORDbcdUSB;//USB版本号BYTEbDeviceClass;//USB分配的设备类代码，0x01~0xfe为标准设备类，0xff为厂商自定义类型//0x00不是在设备描述符中定义的，如HIDBYTEbDeviceSubClass;//usb分配的子类代码，同上，值由USB规定和分配的BYTEbDeviceProtocl;//USB分配的设备协议代码，同上BYTEbMaxPacketSize0;//端点0的最大包的大小WORDidVendor;//厂商编号WORDidProduct;//产品编号WORDbcdDevice;//设备出厂编号BYTEiManufacturer;//描述厂商字符串的索引BYTEiProduct;//描述产品字符串的索引BYTEiSerialNumber;//描述设备序列号字符串的索引BYTEbNumConfiguration;//可能的配置数量}表USB设备描述符的结构偏移量域大小值描述0bLength1数字此描述表的字节数1bDecriptorType1常量描述符的类型（此处应为0x01，即设备描述符）2bcdUSB2BCD码此设备与描述表兼容的USB设备说明版本号（BCD码）4bDeviceClass1类设备类码：如果此域的值为0则一个设置下每个接口指出它自己的类，各个接口各自独立工作。如果此域的值处于1~FEH之间，则设备在不同的接口上支持不同的类。并这些接口可能不能独立工作。此值指出了这些接口集体的类定义。如果此域设为FFH，则此设备的类由厂商定义。5bDeviceSubClass1子类子类挖码这些码值的具体含义根据bDeviceClass域来看。如bDeviceClass域为零，此域也须为零如bDeviceClass域为FFH，此域的所有值保留。6bDevicePortocol1协议协议码这些码的值视bDeviceClass和bDeviceSubClass的值而定。如果设备支持设备类相关的协议，此码标志了设备类的值。如果此域的值为零，则此设备不支持设备类相关的协议，然而，可能它的接口支持设备类相关的协议。如果此域的值为FFH，此设备使用厂商定义的协议。7bMaxPacketSize01数字端点0的最大包大小（仅8,16,32,64为合法值）8idVendor2ID厂商标志（由USB-IF组织赋值）10idProduct2ID产品标志（由厂商赋值）12bcdDevice2BCD码设备发行号（BCD码）14iManufacturer1索引描述厂商信息的字符串描述符的索引值。15iProduct1索引描述产品信息的字串描述符的索引值。16iSerialNumber1索引描述设备序列号信息的字串描述符的索引值。17bNumConfigurations1数字可能的配置描述符数目bDescriptorType为描述符的类型，其含义可查下表（此表也适用于标准命令Get_Descriptor中wValue域高字节的取值含义）：表USB描述符的类型值类型描述符描述符值标准描述符设备描述符（DeviceDescriptor)0x01配置描述符（ConfigurationDescriptor）0x02字符串描述符（StringDescriptor）0x03接口描述符（InterfaceDescriptor）0x04端点描述符（EndPontDescriptor）0x05类描述符集线器类描述符（HubDescriptor）0x29人机接口类描述符（HID）0x21厂商定义的描述符0xFFUSB的设备类型(deviceclass)BaseClassDescriptorUsageDescription00hDeviceUseclassinformationintheInterfaceDescriptors种类信息定义在接口描述符中01hInterfaceAudio音频设备02hBothCommunicationsandCDCControl通信设备（手机，Class_02&SubClass_02&Prot_01）03hInterfaceHID(HumanInterfaceDevice)人机接口设备05hInterfacePhysical物理设备06hInterfaceImage图像设备（可能是IPhone手机，Class_06&SubClass_01&Prot_01）07hInterfacePrinter打印机08hInterfaceMassStorage大容量存储（可能是手机，Class_08&SubClass_06&Prot_50）09hDeviceHub集线器0AhInterfaceCDC-Data通信设备（手机，Class_0A&SubClass_00&Prot_00）表USBClass表0BhInterfaceSmartCard智能卡0DhInterfaceContentSecurity内容安全设备0EhInterfaceVideo视频设备（摄像头，Class_0e&SubClass_03&Prot_00）0FhInterfacePersonalHealthcare个人健康设备DChBothDiagnosticDevice诊断设备（USB2兼容设备）E0hInterfaceWirelessController无线控制器（蓝牙设备等）EFhBothMiscellaneous杂项（ActiveSync，PalmSync，各种协会等）FEhInterfaceApplicationSpecific应用专有规范（固件升级，红外，USB测试与测量等）FFhBothVendorSpecific供应商自定义规范（手机，Class_FF&SubClass_FF&Prot_FF）为何会有这么多USB的Class分类？用单一的USB接口，取代之前种类繁多的各种其他接口。而为了取代其他各种接口，那意味着就要实现，或者是支持，之前别的接口，所对应的各种功能。因此，USB协议设计的时候，就是要把鼠标，键盘，大容量存储，图像等，这些之前是通过其他接口所实现的，各种的功能，都囊括进来。并且在协议中有对应的规范定义，支持这些功能。因此，才有了如此多的各种USB的Clas，即分类，根据功能而分出的各种类别。不同的Class分类，用于实现对应的功能，适用于相应的设备。配置描述符•struct_CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT•{•BYTEbLength;//设备描述符的字节数大小•BYTEbDescriptorType;//描述符类型编号•WORDwTotalLength;//配置所返回的所有数量的大小•BYTEbNumInterface;//此配置所支持的接口数量•BYTEbConfigurationVale;//Set_Configuration命令需要的参数值•BYTEiConfiguration;//描述该配置的字符串的索引值•BYTEbmAttribute;//供电模式的选择•BYTEMaxPower;//设备从总线提取的最大电流•}字符描述符struct_STRING_DEscriptOR_STRUCT{BYTEbLength;//设备描述符的字节数大小BYTEbDescriptorType;//描述符类型编号BYTESomeDescriptor[36];//UNICODE编码的字符串}接口描述符struct_INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT{BYTEbLength;//设备描述符的字节数大小BYTEbDescriptorType;//描述符类型编号BYTEbInterfaceNunber;//接口的编号BYTEbAlternateSetting;//备用的接口描述符编号BYTEbNumEndpoints;//该接口使用端点数，不包括端点0BYTEbInterfaceClass;//接口类型BYTEbInterfaceSubClass;//接口子类型BYTEbInterfaceProtocol;//接口所遵循的协议BYTEiInterface;//描述该接口的字符串索引值}端点描述符struct_ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT{BYTEbLength;//设备描述符的字节数大小，为0x07BYTEbDescriptorType;//描述符类型编号，为0x05BYTEbEndpointAddress;//端点地址及输入输出属性BYTEbmAttribute;//端点的传输类型属性0x02W