图解USB协议之一 枚举过程

     前不久花了2300大银败了个HD-USB12协议分析仪（肉痛…）。不过还蛮好用，以后做USB固件开发就方便多了。
    看到21ic坛子里arthur0561大虾发了一系列USB协议入门总结的文章，向他（OR她？）表示一下敬意。我也准备用手头这台协议分析仪以实例和图解的方式描述一下USB协议的相关知识，希望对初学USB的童鞋有些帮助。
    废话少说，首先图解一下USB枚举过程。
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0. 枚举流程

   ? 连接了设备的 HUB 在 HOST 查询其状态改变端点 时返回对应的 bitmap，告知HOST 某个PORT状态发生了改变。 
   ? 主机向 HUB 查询该PORT的状态，得知有设备连接，并知道了该设备的基本特性。  
   ? 主机等待（至少 100mS）设备上电稳定，然后向 HUB 发送请求，复位并使能该PORT。 
   ? HUB执行PORT复位操作，复位完成后该PORT就使能了。现在设备进入到defalut状态，可以从Vbus获取不超过 100mA 的电流。主机可以通过 0地址与其通讯。 
   ? 主机通过0地址向该设备发送get_device_descriptor标准请求，获取设备的描述符。
   ? 主机再次向 HUB 发送请求，复位该PORT。 
   ? 主机通过标准请求 set_address给设备分配地址。 
   ? 主机通过新地址向设备发送 get_device_descriptor标准请求，获取设备的描述符。 
   ? 主机通过新地址向设备发送其他 get_configuration请求，获取设备的配置描述符。
   ? 根据配置信息，主机选择合适配置，通过 set_configuration请求对设备而进行配置。这时设备方可正常使用。

 

一、总线复位及向默认地址0发送GET_DESCRIPTOR指令包，请求设备描述。如（图一）所示：

 

 
                                   （图一）



1）Index[4 - 5]：表示USB插入总线复位
2）Index[7 - 8]：表示主机向默认地址发送GET_DESCRIPTOR指令包，详细信息也抓出来了，如（图二）所示：

       （图二）



3）Index[15 - 17]：表示设备向主机发送设备描述数据Index[16]
4）Index[18 - 19]：表示主机完成GET_DESCRIPTOR指令后，给设备发送一个空应答；
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二、再次复位总线及向设备发送SET_ADDRESS指令包，设置设备地址。如（图三）所示：

                                    （图三）



1）Index[22 - 23]：表示再次总线复位，该复位自动完成，不是手工插拔USB完成
2）Index[25 - 27]：表示主机向默认地址发送SET_ADDRESS指令包，详细信息如（图四）所示：

 

 

              （图四）

3）Index[29 - 31]：表示设备完成SET_ADDRESS指令后，给主机发送一个空应答；
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三、向第二步设定的设备地址发送GET_DESCRIPTOR指令包，请求设备描述。如（图五）所示：

 

                                        （图五）



1）Index[33 - 35]：表示主机向地址01发送GET_DESCRIPTOR指令包，详细信息见（图六）

           （图六）


2）Index[41 - 43]：表示设备向主机发送设备描述数据Index[42]
3）Index[45 - 47]：表示设备向主机发送设备描述数据Index[46]
4）Index[48 - 50]：表示主机完成GET_DESCRIPTOR指令后，给设备发送一个空应答；
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四、向第二步设定的设备地址发送GET_DESCRIPTOR指令包，请求配置描述。如（图七）所示：

                                   （图七）


1）Index[52 - 54]：表示主机向地址01发送GET_DESCRIPTOR指令包，详细信息见（图八）

          （图八）



2）Index[57 - 59]：表示设备向主机发送配置描述数据Index[58]
3）Index[60 - 62]：表示主机完成GET_DESCRIPTOR指令后，给设备发送一个空应答；
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五、重复向第二步设定的设备地址发送GET_DESCRIPTOR指令包，取完所有设备描述及配置描述；
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六、向第二步设定的设备地址发送SET_CONFIGURATION指令包，设置配置描述。如（图九）所示：

                                  （图九）


1）Index[139 - 141]：表示主机向地址01发送SET_CONFIGURATION指令包，详细信息见（图十）

               （图十）

2）Index[143 - 145]：表示设备完成SET_CONFIGURATION指令后，给主机发送一个空应答
至此，枚举过程结束，设备可通过驱动与主机通信了。


    以上的USB枚举过程是根据现有特定设备捕获得到，并不完整涉及到USB协议的所有指令包，如GET_STATUS指令包、CLEAR_FEATURE指令包、SET_FEATURE指令包、SET_DESCRIPTOR指令包、GET_CONFIGURATION指令包、GET_INTERFACE指令包、SET_INTERFACE指令包、SYNCH_FRAME指令包等。
  

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