[USB波形分析] 全速USB波形数据分析(三)

前面的两篇文章介绍和分析了USB的一些基本知识，结合前面的介绍，今天用实例介绍USB的枚举过程。

1 | 概况

硬件基于EK-TMC123GXL开发板，软件是TI提供的USB批量传输的简单例子，在PC端用命令行通过USB发送字符串，开发板通过USB返回应对的字符串（发送的是大写字母，返回小写字母，反之亦然）

2 | 枚举过程

由于整个枚举过程很长，现有示波器没法捕获这个枚举过程，改用逻辑分析仪来分析：

2.1 | 获取描述符（GET_DEVICE_DESCRIPTOR）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为0，端点为0

主机发起控制传输的DATA阶段，设备返回设备描述符

对应的解析如下

主机发起控制传输的STATUS阶段

2.2 | 复位（RESET）

获取完设备描述符以后，支持对设备进行了复位操作

2.3 | 设置地址（SET_ADDRESS）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为0，端点为0，设置设备的新地址为1

主机发起控制传输的STATUS阶段，地址为0，端点为0（这里没有DATA阶段）

2.4 | 获取设备描述符（GET_DEVICE_DESCRIPTOR)

主机用新设置的地址（下同），发起获取设备描述符传输，传输过程和返回值和2.1相同

2.5 | 获取配置描述符（GET_CONFIGURATION_DESCRIPTOR)

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为1，端点为0

主机发起控制传输的DATA阶段，设备返回配置描述符

解析如下

主机发起控制传输的STATUS阶段，地址为1，端点为0

2.6 | 获取字符串描述符（GET_STRING_DESCRIPTOR）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为1，端点为0, 字符串索引为3

主机发起控制传输的DATA阶段，设备返回索引为3的字符串描述符

主机发起控制传输的STATUS阶段，地址为1，端点为0

2.7 | 获取字符串描述符（GET_STRING_DESCRIPTOR）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为1，端点为0, 字符串索引为0

主机发起控制传输的DATA阶段，设备返回索引为0的字符串描述符

主机发起控制传输的STATUS阶段，地址为1，端点为0

2.8 | 获取字符串描述符（GET_STRING_DESCRIPTOR）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为1，端点为0, 字符串索引为2，传输过程2.6相同。

2.9 | 再次获取描述符

主机再次获取设备描述符，配置描述符。发生这种情况的原因可能多种多样，例如堆栈中的不同驱动程序各自出于自身目的询问相同的问题。

2.10 | 获取状态（GET_STATUS）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为1，端点为0

主机发起控制传输的DATA阶段，设备返回状态值

主机发起控制传输的STATUS阶段，地址为1，端点为0

2.11 | 设置配置（SET_CONFIGURATION）

主机发起控制传输的SETUP阶段，地址为1，端点为0

主机发起控制传输的STATUS阶段，地址为1，端点为0

3 | 数据过程

PC端软件发送字符串"HELLO,USB!"，将返回字符串"hello,usb!"

3.1 | 发送（OUT）

主机发起OUT事务，地址为1，端点为1

3.2 | 接收（IN）

主机发起IN事务，地址为1，端点为1，设备返回数据

4 | 总结

枚举是主机用端点0，通过控制传输(Control Transfer)，获取设备信息的过程。设备将信息以描述符的形式返回给主机。USB设备都有一个描述符层次结构如下图，

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[参考资料]

• https://www.beyondlogic.org/usbnutshell/usb5.shtml#DeviceDescriptors
• http://www.usbmadesimple.co.uk/ums_5.htm