USB枚舉周詳過程剖析
主機(jī)集線器監(jiān)視著每個端口的信號電壓,當(dāng)有新設(shè)備接入時便可覺察。(集線器端口的兩根信號線的每一根都有15kΩ的下拉電 阻,而每一個設(shè)備在D+都有一個1.5kΩ的上拉電阻。當(dāng)用USB線將PC和設(shè)備接通后,設(shè)備的上拉電阻使信號線的電位升高,因此被主機(jī)集線器檢測到。)
(2)主機(jī)知道了新設(shè)備連接后
每個集線器用中斷傳輸來報告在集線器上的事件。當(dāng)主機(jī)知道了這個事件,他給集線器發(fā)送一個Get_Status請求來了解更多的消息。返回的消息告訴主機(jī)一個設(shè)備是什么時候連接的。
(3)集線器重新設(shè)置這個新設(shè)備
當(dāng)主機(jī)知道有一個新的設(shè)備時,主機(jī)給集線器發(fā)送一個Set_Feature請求,請求集線器來重新設(shè)置端口。集線器使得設(shè)備的USB數(shù)據(jù)線處于重啟(RESET)狀態(tài)至少10ms。
(4)集線器在設(shè)備和主機(jī)之間建立一個信號通路
主機(jī)發(fā)送一個Get_Status請求來驗證設(shè)備是否激起重啟狀態(tài)。返回的數(shù)據(jù)有一位表示設(shè)備仍然處于重啟狀態(tài)。當(dāng)集線器釋放了重啟狀態(tài),設(shè)備就處于默認(rèn)狀態(tài)了,即設(shè)備已準(zhǔn)備好通過Endpoint 0 的默認(rèn)流程響應(yīng)控制傳輸。即設(shè)備目前使用默認(rèn)地址0x0和主機(jī)通信。
(5)集線器檢測設(shè)備速度
集線器通過測定那根信號線(D+或D-)在空閑時有更高的電壓來檢測設(shè)備是低速設(shè)備還是全速設(shè)備。(全速和高速設(shè)備D+有上拉電阻,低速設(shè)備D-有上拉電阻)。
以下,需要USB的firmware進(jìn)行干預(yù)
(6)獲取最大數(shù)據(jù)包長度
PC 向address 0發(fā)送USB協(xié)議規(guī)定的Get_Device_Descriptor命令,以取得卻缺省控制管道所支持的最大數(shù)據(jù)包長度,并在有限的時間內(nèi)等待USB設(shè)備 的響應(yīng),該長度包含在設(shè)備描述符的bMaxPacketSize0字段中,其地址偏移量為7,所以這時主機(jī)只需讀取該描述符的前8個字節(jié)。注意,主機(jī)一次 只能列舉一個USB設(shè)備,所以同一時刻只能有一個USB設(shè)備使用缺省地址0。
以下操作雷同,不同操作系統(tǒng)設(shè)定時延是不相同的,比如說win2k大概是幾毫秒,如果沒有反應(yīng)就再發(fā)送一次命令,重復(fù)三次。
(7)主機(jī)分配一個新的地址給設(shè)備
主機(jī)通過發(fā)送一個Set_Address請求來分配一個唯一的地址給設(shè)備。設(shè)備讀取這個請求,返回一個確認(rèn),并保存新的地址。從此開始所有通信都使用這個新地址。
(8)主機(jī)向新地址重新發(fā)送Get_Device_Descriptor命令,此次讀取其設(shè)備描述符的全部字段,以了解該設(shè)備的總體信息,如VID,PID。
(9)主機(jī)向設(shè)備循環(huán)發(fā)送Get_Device_Configuration命令,需求USB設(shè)備回答,以讀取全部設(shè)置信息。
(10)主機(jī)發(fā)送Get_Device_String命令,獲得字符集描述(unicode),比如產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號等等。
(11)此時主機(jī)將會彈出窗口,展示發(fā)現(xiàn)新設(shè)備的信息,產(chǎn)商、產(chǎn)品描述、型號等。
(12) 根據(jù)Device_Descriptor和Device_Configuration應(yīng)答,PC判斷是否能夠提供USB的Driver,一般win2k能 提供幾大類的設(shè)備,如游戲操作桿、存儲、打印機(jī)、掃描儀等,操作就在后臺運(yùn)行。不過Win98卻不能,所以在此時將會彈出對話框,索要USB的 Driver。
(13)加載了USB設(shè)備驅(qū)動以后,主機(jī)發(fā)送Set_Configuration(x)命令請求為該設(shè)備選擇一個合適的設(shè)置(x代表非0的設(shè)置值)。如果設(shè)置成功,USB設(shè)備進(jìn)入“設(shè)置”狀態(tài),并能和客戶軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
此時,常規(guī)的USB完成了其必須進(jìn)行的設(shè)置和連接工作。查看注冊表,能夠發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的項目已添加完畢,至此設(shè)備應(yīng)當(dāng)能開始使用。不過,USB協(xié)議還提供了一些用戶可選的協(xié)議,設(shè)備如果不應(yīng)答,也不會出錯,不過會影響到系統(tǒng)的功能。
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