USB开发基础－－了解USB的通讯过程

USB的两根信号线负责与总线上的设备交换数据。这些电缆形成了所有设备必须共享的惟一的一条传输通路。 RS-232有一条Tx线用来传输一个方向的数据，一条Rx线用来传输另一个方向的数据。与RS-232不同，USB的一对电线只传输一个不同的信号，不 同方向的信号要按顺序来传输。

　　因为所有的传输共享一个数据通道，所以每一个事务必须包括事务的源和目的地址。每个设备有一个由 主机分配的惟一的地址，所有的数据都是流向主机或从主机获取。每个事务都是以主机发送数据块开始的，这个数据块包括接收设备的地址以及设备中被称为终端的 一个特殊位置。一个设备发送的每个数据是为了响应从主机接到的请求而发送的接收到的数据或状态信息。　　

　　USB通信分为两类，根据它们被用于原始配置还是应用中。在配置通信中主机通知设备，设备收到通知后准备好交换数据。大部分这类通信发生在上电或连接时主机检测到外设的时候。应用通信出现在主机的应用程序与一个检测到的外设交换数据的时候。这些是实现设备应用的通信。例如，对鼠标来说，应用通信是发送点击动作给主机，主机端应用程序接收到这个动作后执行相应动作。

配置通信

　　在检测过程中，设备的固件对主机的一系列标准请求做出响应。设备必须识别出每一个请求，返回被请求的信息。

　　在PC上，Windows执行检测工作，所以不涉及用户编程的问题。然而，为了完成检测工作，Windows必须有两个可用的文件：一个识别这个设备驱动程序的文件名和位置的INF文件和设备驱动程序本身，如果您的项目符合某种通用设备类，则操作系统可能已经提供了此类设备的所需的这两个文件，而不需要开发人员自己提供。

　　根据设备以及设备将被如何使用，设备驱动可能是如下两者之一；Wlndows自带的或芯片或外设厂商提供的。INF文件是一个文本文件，通常你可以对驱动提供考提供例子，稍加修改就可以得到了。

应用通信

　　在主机已经与设备交换了检测信息并且设备驱动已经被分配并载入后，应用通信过程可以非常顺利地进行下去了。在主机上，应用程序可以使用标准Windows API功能来读和写设备。在外设上，传输数据通常需要把要发送的数据放在USB控制器的传输缓冲器中，当一个硬件中断发出数据已经到达的信号时从接收缓冲器中读取接收到的数据，并且在完成传输时确保外设准备好下一次传输。

主机与设备建立通信的过程

　　主机端的USB集线器监视着它的每个端口的信号线的电压，当USB设备插入主机时，信号线的电平会发生变化，此时主机知道有新设备插入了。

　　当主机检测到设备的插入后会首选重启这个设备，接着主机发出Get_Port_Status请求来验证设备是否已经重启，设备重启后主机通过检测根信号线的电平状态判断设备的速度。

　　主机发送第一次Get_Descriptor（wValue字段的高字节为0x01，表示设备描述符）请求取得设备描述符，设备描述符提供了设备的多种信息，包括：设备通讯终端0的最大包的大小，设备支持的配置号以及有关这个设备的其它信息，主机通过对这些信息的分析以确定接下来的通信动作。

　　设备描述符里规定了设备一个或多个配置描述符，主机再次或多次发出Get_Descriptor（wValue字段的高字节为0x02，表示配置描述符）指令来读取这些配置描述符，第一次只读出配置描述符的前9个字节，这9个字节里包含了配置描述符和它的所有从属描述符（接口描述符、端点描述符）的总长度，然后主机根据这个长度读出设备的所有配置描述符（当然包括其所有从属描述符）。

　　在读取完配置描述符后，若之间读取的设置描述中指定了相关字符串描述符（用来描述厂商、产品和设备序列号信息的）的索引，主机将发出若干次Get_Descriptor（wValue字段的高字节为0x03，表示字符串描述符）命令来获得这些字符串描述，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。

　　在主机已经从它的描述符中知道了能够知道的所有信息后，便开始为这个设备安装驱动程序。

　　加载了USB设备驱动以后，主机发送Set_Configuration命令请求为该设备选择一个合适的配置。

　　至此，USB枚举过程结束，设备可以正常使用了。