1、USB協(xié)議簡介USB枚舉USB,全稱是UniversalSerialBus（通用串行總線），它是在1994年底康柏、IBM、Misosoft等多家公司聯(lián)合制訂的USB1.1和USB2.0USB1.1是較為普遍的USB規(guī)范，其高速方式的傳輸速率為12Mbps,低速方式的傳輸速率為l.5Mbps（b是Bit的意思），lMB/s=8MBPS（兆位/秒），12Mbps=1.5MB/So當前，大部分MP3為此類接口類型。USB2.0規(guī)范是由USBL1規(guī)范演變而來的。它的傳輸速率達到了480Mbps,折算為MB為60MB/S,足以滿足大多數(shù)外設的速率要求。使用USB為打印機應用帶來的變化則是速度的大幅度提

2、升，USB接口提供了12Mbps的連接速度，相比并I速度提高達到10倍以J在這個速度之卜打印文件傳輸時間大大縮減。USB2.0標準進一步將接口速度提高到480Mbps,是普通USB速度的20倍，更大幅度降低了打印文件的傳輸時間。USB系統(tǒng)的核心是HostUSB為了支持多個設備互相，而不需要另外接Host,比如個數(shù)碼相機和一個打印機，希望把打印機和數(shù)碼相機直接相連接，然后就可以實現(xiàn)通過USB,把數(shù)據(jù)從數(shù)碼相機傳送到打印機中，打印機就可以打印了。0TG引入了個新的概念，HNP（HostNegotiationProtocol）,主機協(xié)商協(xié)議，允許兩個設備之間互相協(xié)商誰去當Host©不過,即

3、使在0TG中,也只是同時刻，只存在單個的Host,而不允許存在多個Host的。標準USB,Mini-USB接口定義USB是一種常用的PC接口，只有4根線，兩根電源兩根信號，需要注意的是干萬不要把正負極弄反了，否則會燒掉USB設備或者電腦的南橋芯片！a型us,接口（公口）型us接口（對口）USB弓唧定義:型us按口（公口）Pin 2PinPin 4型ush接口（母口）31琳解備注1VBus紅電源由2Data-白數(shù)船LData!轆+4GND黑_£_普通PC端USB設備的接口型 Nini II!；接口（公口）b型 w” 1f按口（公口）其中ID腳在OTG功能中才 使用。由于Mini-USB

4、接口 分Mini-A、R和AR接口。如果你的系統(tǒng)僅僅是用做 Slave,那么就使用B妾口。Pin 1Pin 5ini-QSB接口（母口）通用Mini-USB引腳定義:系統(tǒng)控制器會判斷ID腳的 電平判斷是什么樣的設備 插入，如果是高電平，則 是B接頭插入，此時系統(tǒng) 就做主模式（master mode） 如果ID為低,則是A接口插 入，然后系統(tǒng)就會使用 HNP對話協(xié)議來決定咖個 做Master,哪個做Slave。引腳功能顏色備注1V Bus紅電源正5 V2Dat a-白數(shù)據(jù)-3Data+綠鞅據(jù)+4IDA型:與地相連B型:不接地（空）5GND黑數(shù)碼相機，移動硬盤等移動設備Micro 用口Micro

5、AMicro BMicro USBMicro USB是儂標準的一 個便攜版本，化當前部分手機 使用的Mini USB接口也小， Micro-USB 是 Mini-USB 的下一 代規(guī)格，由USB標準化組織美 國USB Implementers Forum 飛SB-IF）于2007年1月41T制 定完成。（A型插頭）（B型插頭）（B型）USB母口（A型插座） LSB公口（A型插頭）從左往右依次為：miniUSB公口（A型插頭）、miniUSB公口（B型插頭）、USB公口（B型）、USB母口（A型插座）、USB公口（A型插頭）USB描述符 標準的描述符有5種，USB為這些描述符定義了編號： 1一一

6、設備描述符 2一一配置描述符 3一一字符描述符 4接口描述符 5一一端點描述符設備描述符一個設備只仃一個設備描述符，而一個設備描述符可以包含多個配置描述符，向一個配置描述符可以包含多個接口描述符，一個接口使用了幾個端點，就有幾個端點描述符。這間描述符是用一定的字段構成的，分別如卜說明；設備描述符struct_DEVICE_DEscriptOR_STRUCT(BYTEbLength:設備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12BYTEbDescriptof»pe;描述符類型編號，為0x01WORDbcdUSB;/USB版本號BYTEbDeviceClass;USB分配的設備類代碼,OxOJOxf

7、e為標準設得類，Oxflf為廠商自定義類型0x00不是在設備描述符中定義的,如HIDBYTEbDeviceSubClass;u$b分配的子類代碼，同上，值由USB規(guī)定和分配的BYTEbDeviceProtocI;USB分配的設備協(xié)議代碼，同上BYTEbMaxPackctSizcO;端點0的最大包的大小WORDidVcndor;廠商編號WORDidProduct;產(chǎn)品編號WORDbcdDcvicc;設備出廠編號BYTEiManufacturer;描述廠商字符串的索引BYTEiProduct;描述產(chǎn)品字符串的索引BYTEiSerialNumber;描述設備序列號字符串的索引BYTEbNumConf

8、iguralion;可能的配置數(shù)M表USB設備描述符的結構偏移狀域大小值描述0bLength1數(shù)字此描述表的字節(jié)數(shù)1bDecriptorType1常量描述符的類型（此處應為0x01,即設備描述符）2bcdUSB2BCD碼此設備。描述表兼容的USB設備說明版本號（BCD碼）4bDeviceClass1類設備類碼：如果此域的值為。則一個設置卜每個接口指出它自己的類，各個接口各自獨立工作。如果此域的傷處TFEH之間,則設備在不同的接口上支持不同的類。并這些接口可能不能獨立工作。此值指出了這些接口集體的類定義。如果此域設為FFH,則此設備的類由廠商定義。5bDeviceSubClass1了類r類挖碼這

9、些碼值的JI體含義根據(jù)bDeviceClass域來億如bDeviceClass域為零.此域也須為零如bDeviceClass域為FFH.此域的所仃值保留。6bDevicePortocol1協(xié)議協(xié)議碼這些64的值彳見bDeviceClass和bDeviceSubClass的"ufu定.如果設備支持設備類相關的協(xié)議，此碼標志r設備類的值.如果此域的值為零.則此設備不支持設備類相關的協(xié)議,然而，可能它的接口支持設備類相關的協(xié)議如果此域的值為FFH,此設備使用廠商定義的協(xié)議。7bMaxPacketSizeO1數(shù)字端點。的最大包大小（僅8,16,32,64為合法值）8idVendor2ID廠商

10、標志（由USB-IF組織賦值）bDescriptorType為描述符的類型.，其含義可杳卜表（此友也適用卜標準命令Get_Descriptor中wValue域高字節(jié)的取值含義）：表USB描述符的類型值類型描述符描述符值標準描述符設備描述符(DeviceDescriptor)0x01配置描述符(ConfigurationDescriptor)0x02字符串描述符(StringDescriptor)0x03接口描述符(InterfaceDescriptor)0x04端點描述符<EndPontDescriptor)0x05類描述符維線器類描述符（HubDescriptor）0x29人機接口類描

11、述符（HID）0x21廣商定義的描述符OxFFUSB的設備類型（deviceclass）表USBClass表BaseClassDescriptorUsageDescriptionOOh.DeviceUseclassinformationintheInterfaceDescriptors種類信息定義在接口描述符中OlhInterfaceAudio音頻設備02hBothCommunicationsandCDCControl通信設備（手機，Class_02&SubClass_02&Prot_01）03hInterfaceHID（HumanInterfaceDevice）人機接口設備0

12、5hInterfacePhysical物理設備06hInterfaceImage圖像設備（可能是IPhone手機，Class_06&SubClass_01&Prot_01）07hInterfacePrinter打印機08hInterfaceMassStorage大容量存儲（可能是手機，Class08&SubClass06&Prot50）OMMB09hDeviceHub集線器OAhInterfaceCDC-Data通信設備（手機，ClassOA&SubClassOO&Prot00）OBhInterfaceSmartCard智能kODhInterfa

13、ceContentSecurity內容安全設備OEhInterfaceVideo視頻設備（攝像頭，Class_0e&SubClass_03&Prot_00）orhInterfacePersonalHealthcare個人健康設備DChBothDiagnosticDevice診斷設備（USB2兼容設備）EOhInterfaceWirelessController無線控制器（藍牙設備等）EFhBothMiscellaneous雜項（ActiveSync,PalmSync,各種協(xié)會等）FEhInterfaceApplicationSpecific應用專有規(guī)范（固件升級,紅外，USB測

14、試與測量等）FFhBothVendorSpecific供應商自定義規(guī)范（手機，Class-FF&SubClass_FF&Prot.FF）為何會有這么多USB的Class分類？用單一的USB接口，取代之前種類繁多的各種其他接口。而為了取代其他各種接口，那意味著就要實現(xiàn)，或者是支持，之前別的接口，所對應的各種功能。因此，USB協(xié)議設計的時候，就是要把鼠標，鍵盤，大容量存儲，圖像等，這些之前是通過其他接口所實現(xiàn)的，各種的功能，都囊括進來。并旦在協(xié)議中有對應的規(guī)范定義，支持這些功能。因此，才有了如此多的各種USB的Clas,即分類，根據(jù)功能而分出的各種類別。不同的Class分類，用于實

15、現(xiàn)對應的功能，適用于相應的設備。配置描述符struct_CONFIGURATION_DEscriptOR_STRUCT(BYTEbLength;設備描述符的字節(jié)數(shù)大小BYTEbDescriptorType;描述符類型編號WORDwTotalLength;配置所返回的所有數(shù)量的大小BYTEbNumlnterface;此配置所支持的接口數(shù)量BYTEbConfigurationVale;Set_Configuration命令需要的參數(shù)值一BYTEiconfiguration;描述該配置的字符串的索引值BYTEbmAttribute;供電模式的選擇BYTEMaxPower;設備從總線提取的最大電流字符

16、描述符struct_STRING_DEscript0R_STRUCT（BYTEbLength;設備描述符的字節(jié)數(shù)大小BYTEbDescriptorType;描述符類型編號BYTESomeDescriptor36;/UNICODE編碼的字符串）接口描述符struct_INTERFACE_DEscriptOR_STRUCT(BYTEbLength;設備描述符的字節(jié)數(shù)大小BYTEbDescriptorType;描述符類型編號BYTEblnterfaceNunber;接口的編號BYTEbAlternateSetting;備用的接口描述符編弓BYTEbNumEndpoints;該接口使用端點數(shù)，不包括端

17、點0BYTEblnterfaceClass;接口類型BYTEblnterfaceSubClass;接口子類型BYTEblnterfaceProtocol;接口所遵循的協(xié)議BYTE.Interface;描述該接口的字符串索引值端點描述符struct_ENDPOIN_DEscriptOR_STRUCT（BYTEbLength;設備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x07BYTEbDescriptorType;描述符類型編號，為0x05BYTEbEndpointAddress;端點地址及輸入輸出屬性.BYTEbmAttribute;端點的傳輸類型屬性0x02WORDwMaxPacketSize;端點收、發(fā)的最

18、大包的大小BYTEbIntervaI;主機查詢端點的時間間隔）枚舉過程USB的枚舉過程分為4個狀態(tài).1 .接入態(tài)。主機檢測到USB設備插上，擊活端口，并發(fā)送復位命令(保持10ms)2 .默忒態(tài) :主機使用默認地址讀取設備描述符(GET_DESCRIPTOR)。主機分配給設備一個總在線的唯一地址(SET_ADDRESS)3.地址態(tài) :主燈L從新的地1止獲取設備描(GET_FULL_DEV_DESC) 主機獲取所有設備的配置描述符(占ET_CFG_6kSC)4.配置態(tài):生機密置描述符(設備，配置)(GET_FULL_CFG_DESC)。主機讀取配置狀態(tài)(可選)(get_c6nfi或jraYRdn)

19、。主機讀取接口狀態(tài)(可選)(GETJNTERFACE)USB傳輸方式在U5B規(guī)范中規(guī)定了四種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式：1、等時傳輸方式(Isochronous)該方式用來聯(lián)接需要連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，II對數(shù)據(jù)的正確性要求不高而對時間極為敏感的外部設備，如麥克風、嗽叭以及電話等。等時傳輸方式以固定的傳輸速率，連續(xù)不斷地在主機與USB設備之間傳輸數(shù)據(jù)，在傳送數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤時，USB并不處理這些錯誤，而是繼續(xù)傳送新的數(shù)據(jù)。2、中斷傳輸方式(Interrupt)該方式傳送的數(shù)據(jù)量很小，但這些數(shù)據(jù)需要及時處理，以達到實時效果，此方式主要用在鍵盤、鼠標以及操縱桿等設備上。3、控制傳輸方式(Control)該方式用來處理

20、主機到USB設備的數(shù)據(jù)傳輸。包括設備控制指令、設備狀態(tài)杳詢及確認命令。當USB設備收到這些數(shù)據(jù)和命令后，將依據(jù)先進先出的原則處理到達的數(shù)據(jù)。4、批(Bulk)傳輸方式該方式用來傳輸要求正確無誤的數(shù)據(jù)。通常打印機、掃描儀和數(shù)字相機以這種方式與生機聯(lián)接USB抓包工具bushoundQoptureSettingsDevices tjelp ExitClick in the chedc box to select a device:骨(0) lntel(R) 7 ScricB/CZ I 6 CViipsct Fumily 4 port Seriul ATA Sturugc Cuiitrullcr 1

21、E00 骨(2)主要IDE曲道 一次要IDE通道 U (1J lntel(H) / Seriee/CZl 6 Ctiipset Family 2 port Serial AI A Sturaye Controller 1EO8骨主要IOE泡道官(5)次要 IDE ifflijt . (6) ST9500/I23AS，. (7) Ifitel(R) 7 Serieu/C21 6 Chipuet Family USB Enhanced Ho»t Controller - 1 E2D口行(1 P) usn Root Huh(1 5) Generic USB Hub，.(IAllnrn U

22、S13-01 n nt err,(33| I KD Sending Card(6) Intel(R) 7 Serieu/CZ 1 6 Chipset 尸USB Enliancrd Host Controller - 1EZ6(1 3) USB Root HubL - . R7) Generic USR Hub；28 USB人體學愉入我備、|?9) ftIID-complinnt matis«R二(<i)fi 印AL端 口 (LPrij (Id) Printer Port Logical InterfaceL Auto salact hot plugged davicas Pro

23、pertiesEnclpoxt 0 ：EdpoiTit 1 OUT:Endpoint 1 INHord“oru IDDoto Rood: m 1 n iTyj>e-CTI.Classr* ffSxih>C laas- 00Px-otocol -00MaxPocket - 8TvT>e-BUI.kfSxifeC 1»as-00Protocol -00MaxrPaickct -40Tv pc-BULKCl«9S£S：-ffSutjC Icasrx:- 00Fx-otocol -00MaxF4»cke-1 -40USBSVid_0 4 8 3

24、&«F±d_5 7106xR=v 0200 180 bytD= 57KB 門二一主機笫次發(fā)出請求描述符命令，數(shù)據(jù)流為：8006000200000900,bRequest的值為0x06,代表Get_Descriptor命令，但為什么描述符呢？wValue的高字'。表示T描述符的類型，此處wValue的值為0x0100.所以高字節(jié)為0x01,設備返回的數(shù)據(jù)為:120100020000004083041057000201020301,第,個字節(jié)bLenght的值為0x12,表示此描述符的長度。第二個字節(jié)bDecriptorType的值為0x01,代表設備描述符。b