USB协议-设备识别过程
USB协议-设备识别过程
USB协议
一 枚举过程：
◆ 用户将一个USB设备插入USB端口，主机为端口供电，设备此时处于上电状态。
◆主机检测设备。
◆集线器使用中断通道将事件报告给主机。
◆主机发送Get_Port_Status（读端口状态）请求，以获取更多的设备信息。
◆集线器检测设备是低速运行还是高速运行，并将此信息送给主机，这是对Get_Port_Status请求的响应。
◆主机发送Set_Port_Feature（写端口状态）请求给集线器，要求它复位端口。
◆集线器对设备复位。
◆主机使用Chirp K信号来了解全速设备是否支持高速运行。
◆主机发送另一个Get_Port_Status请求，确定设备是否已经从复位状态退出。
◆设备此时处于缺省状态，且已准备好在零端点通过缺省通道响应主机控制传输。缺省地址为00h，设备能从总线获取高达100mA的电流。
◆主机发送Get_Deor（读设备描述符）报文，以便确定最大数据包大小。设备描述符的八个字节是bMaxPacketSize。
◆通过发送Set_Address（写地址）请求，主机分配地址，设备此时处于地址状态。
◆主机发送Get_Deor报文，以获取更多的设备信息。主机通过发送描述符响应设备请求，随后发送全部的次级描述符。
◆主机分配并加载设备驱动程序。
◆通过发送Set_Configuration（写配置）请求，主机的设备驱动程序选择一个有效配置，设备此时处于配置状态。
◆主机为复合设备接口分配驱动程序。
◆如果集线器检测到有过流现象，或者主机要求集线器关闭电源，则USB总线切断设备供电电源。在这种情况下，设备与主机无法通信，但设备处于连接状态。
◆如果在3毫秒内设备在总线上未见任何动作，则它将进入挂起状态，在挂起状态设备消耗的总线电能最少。
如下：
1）集线器检测新设备
主机集线器监视着每个端口的信号电压，当有新设备接入时便可觉察。（集线器端口的两根信号线的每一根都有15kΩ的下拉电阻，而每一个设备在D+都有一个1.5kΩ的上拉电阻。当用USB线将PC和设备接通后，设备的上拉电阻使信号线的电位升高，因此被主机集线器检测到。）
（2）主机知道了新设备连接后
每个集线器用中断传输来报告在集线器上的事件。当主机知道了这个事件，它给集线器发送一个Get_Status请求来了解更多的消息。返回的消息告诉主机一个设备是什么时候连接的。
（3）集线器重新设置这个新设备
当主机知道有一个新的设备时，主机给集线器发送一个Set_Feature请求，请求集线器来重新设置端口。集线器使得设备的USB数据线处于重启（RESET）状态至少10ms。
（4）集线器在设备和主机之间建立一个信号通路
主机发送一个Get_Status请求来验证设备是否激起重启状态。返回的数据有一位表示设备仍然处于重启状态。当集线器释放了重启状态，设备就处于默认状态了，即设备已经准备好通过Endpoint 0 的默认流程响应控制传输。即设备现在使用默认地址0x0与主机通信。
（5）集线器检测设备速度无法识别usb设备
集线器通过测定那根信号线（D+或D-）在空闲时有更高的电压来检测设备是低速设备还是全速设备。（全速和高速设备D+有上拉电阻，低速设备D-有上拉电阻）。
以下，需要USB的firmware进行干预
（6）获取最大数据包长度
PC向address 0发送USB协议规定的Get_Device_Deor命令，以取得却缺省控制管道所支持的最大数据包长度，并在有限的时间内等待USB设备的响应，该长度包含在设备描述符的bMaxPacketSize0字段中，其地址偏移量为7，所以这时主机只需读取该描述符的前8个字节。注意，主机一次只能列举一个USB设备，所以同一时刻只能有一个USB设备使用缺省地址0。
以下操作雷同，不同操作系统设定时延是不一样的，比如说win2k大概是几毫秒，如果没有反应就再发送一次命令，重复三次。
（7）主机分配一个给设备
主机通过发送一个Set_Address请求来分配一个唯一的地址给设备。设备读取这个请求，返回一个确认，并保存。从此开始所有通信都使用这个新地址。
（8）主机向新地址重新发送Get_Device_Deor命令，此次读取其设备描述符的全部字段，以了解该设备的总体信息，如VID，PID。
（9）主机向设备循环发送Get_Device_Configuration命令，要求USB设备回答，以读取全部配置信息。
（10）主机发送Get_Device_String命令，获得字符集描述（unicode），比如产商、产品描述、型号等等。
（11）此时主机将会弹出窗口，展示发现新设备的信息，产商、产品描述、型号等。
（12）根据Device_Deor和Device_Configuration应答，PC判断是否能够提供USB的Driver，一般win2k能提供几大类的设备，如游戏操作杆、存储、打印机、扫描仪等，操作就在后台运行。但是Win98却不可以，所以在此时将会弹出对话框，索要USB的Driver。
（13）加载了USB设备驱动以后，主机发送Set_Configuration（x）命令请求为该设备选择一个合适的配置(x代表非0的配置值)。如果配置成功，USB设备进入“配置”状态，并可以和客户软件进行数据传输。
此时，常规的USB完成了其必须进行的配置和连接工作。查看注册表，能够发现相应的项目已经添加完毕，至此设备应当可以开始使用。不过，USB协议还提供了一些用户可选的协议，设备如果不应答，也不会出错，但是会影响到系统的功能。
    1.当主机用轮询的方式检测到USB端口有新的设备插入时，主机就会给HUB发送总线复位命令，要求HUB进行总线复位。
              设备连接到主机并初始化完成（Softconnect 位被设置为 1），主机检测到D+与D-之间有电压差，就认为有新的设置接入。主机等待100ms后发出复位请求。设备接到复位请求后将产生一个外部中断信号。
    2.主机使用默认地址0，来读取设备的描述符。
            发送 Get_descriptor标准请求。主机向D12发送一个八字节请求：80 06 00 01 00 00 40 00    D12接收到请求后产生一个中断，我们可以通过读中断寄存器知道中断源，并且可以加读最后状态寄存器来确定第一个接到的包是否为一个Setup包。当控制器处理程序判断出它是一个Get_descriptor请求是，把设备描述符的前16个字节发送到端点0缓冲区中。
剩下的2个字节描述符第一次请求时不再发送。

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