USB协议分析
1.USB设备逻辑结构
在USB设备的逻辑组织中，包含 设备、配置、接口和端点4个层次。设 备通常有一个或多个配置,配置通常有一个或多个接口,接口有零或多个 端点。
1.1 设备逻辑结构
每个USB设备都可以包含一个或多个配置，不同的配置使设备表 现出不同的功能组合，配置由多个接口组成。在USB协议中，接 口代表一个基本的功能，一个功能复杂的USB设备可以具有多个 接口,而接口是端点的汇集 一个USB播放器带有音频,视频功能,还有旋钮和按钮。
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在USB设备的逻辑组织中，包含 设备、配置、接口和端点4个层次。设 备通常有一个或多个配置,配置通常有一个或多个接口,接口有零或多个 端点。
1.1 设备逻辑结构
每个USB设备都可以包含一个或多个配置，不同的配置使设备表 现出不同的功能组合，配置由多个接口组成。在USB协议中，接 口代表一个基本的功能，一个功能复杂的USB设备可以具有多个 接口,而接口是端点的汇集 一个USB播放器带有音频,视频功能,还有旋钮和按钮。
配置1: 音频(接口)+旋钮(接口)
配置2: 视频(接口)+旋钮(接口)
配置3: 音频(接口)+视频(接口)+按钮(接口)
音频接口,视频接口,按钮接口,旋钮接口均需要一个驱动程序。
USB设备中的唯一可寻址的部分是设备端点，端点 的作用类似于寄存器。每个端点在设备内部有唯一 的端点号，这个端点号是在设备设计时给定的。主 机和设备的通信最终都作用于设备上的各个端点。 每个端点所支持的操作都是单向的，要么只读，要 么只写。
1.2 USB描述符
当我们把USB设 备（如：USB鼠 标）插到我们的 PC时，主机能够 自动识别出我们 的USB设备类型.
在每一个USB设备内部，包含了 固定格式的数 据，通过这些数据，USB主机就可以获取USB 设备的类型、生产厂商等信息。这些固定格式的 数据，我们就称之为USB描述符。标准的USB 设备有5种USB描述符：设备描述符，配置描述 符，接口描述符，端点描述符，字符串描述符。
一个USB设备只有 一个设备描述符， 设备描述符长度为 18个字节，格式如 USB 左图（《 specification :Ta ble-9.8》）
bLength : 描述符长度，固定为0x12。
USB配置描述符长度为8个字节，格式如下图（《USB specification :Table-9.10》）
bLength : 描述符长度，固定为0x09。
USB接口描述符长 度为8个字节 《USB specification》 Table-9.12
bLength : 描述符长度，固定为0x09。
USB设备中的唯一可寻址的部分是设备端点，端点 的作用类似于寄存器。每个端点在设备内部有唯一 的端点号，这个端点号是在设备设计时给定的。主 机和设备的通信最终都作用于设备上的各个端点。 每个端点所支持的操作都是单向的，要么只读，要 么只写。
1.2 USB描述符
当我们把USB设 备（如：USB鼠 标）插到我们的 PC时，主机能够 自动识别出我们 的USB设备类型.
在每一个USB设备内部，包含了 固定格式的数 据，通过这些数据，USB主机就可以获取USB 设备的类型、生产厂商等信息。这些固定格式的 数据，我们就称之为USB描述符。标准的USB 设备有5种USB描述符：设备描述符，配置描述 符，接口描述符，端点描述符，字符串描述符。
一个USB设备只有 一个设备描述符， 设备描述符长度为 18个字节，格式如 USB 左图（《 specification :Ta ble-9.8》）
bLength : 描述符长度，固定为0x12。
bDescriptorType : 设备描述符类型，固定为0x01。
bcdUSB : USB 规范发布号。表示了本设备能适用于那种协议，如 2.0=0200
bDeviceClass : 类型代码。
bDeviceSubClass : 子类型代码。
bDeviceProtocol : 协议代码。
bMaxPacketSize0 : 端点０最大分组大小。
dVendor : 供应商ID。
dProduct : 产品ID（由厂商分配）。
bcdDevice : 设备出产编码，由厂家自行设置。
Manufacturer : 厂商描述符字符串索引．索引到对应的字符串描述符。
Product : :产品描述符字符串索引。
SerialNumber : 设备序列号字符串索引。
bNumConfigurations : 可能的配置数。
USB配置描述符长度为8个字节，格式如下图（《USB specification :Table-9.10》）
bLength : 描述符长度，固定为0x09。
bDescriptorType : 配置描述符类型，固定为0x02。
wTotalLength : 返回整个数据的长度，指此配置返回的配置描述符，接口 描述符以及端点描述符的全部大小。
bNumInterfaces : 配置所支持的接口数，指该配置配备的接口数量，也表 示该配置下接口描述符数量。
bConfigurationValue : 作为Set Configuration的一个参数选择配置值。
iConfiguration : 用于描述该配置字符串描述符的索引。
iConfiguration : 用于描述该配置字符串描述符的索引。
bmAttributes : 供电模式选择。Bit4-0保留，D7:总线供电，D6:自供电， D5:远程唤醒。
MaxPower : 总线供电的USB设备的最大消耗电流，以2mA为单位。
USB接口描述符长 度为8个字节 《USB specification》 Table-9.12
bLength : 描述符长度，固定为0x09。
bDescriptorType : 接口描述符类型，固定为0x04。
bInterfaceNumber: 该接口的编号。
bAlternateSetting : 用于为上一个字段选择可供替换的设置。
bNumEndpoint : 使用的端点数目，端点０除外。
bInterfaceClass : 类型代码（由USB组织分配）。
bInterfaceSunClass : 子类型代码（由USB组织分配）。
bInterfaceProtocol : 协议代码（由USB组织分配）。
iInterface : 字符串描述符的索引。
USB端点描述符长度为7个字节，格式如下图（USB specification :Table-9.13）
bLength : 描述符大小，固定为0x07。
USB端点描述符长度为7个字节，格式如下图（USB specification :Table-9.13）
bLength : 描述符大小，固定为0x07。
bDescriptorType : 接口描述符类型，固定为0x05。
bEndpointType : USB设备的端点地址。Bit7，方向，对于控制端 点可以忽略，1/0:IN/OUT。Bit6-4，保留。BIt3-0：端点号．
bmAttributes : 端点属性，Bit7-2，保留。BIt1-0：00控制，01 同步，02批量，03中断。
wMaxPacketSize : 本端点接收或发送的最大信息包大小。
bInterval : 轮训数据传送端点的时间间隔．对于批量传送和控制传 送的端点忽略．对于同步传送的端点，必须为１，对于中断传送的端 点，范围为1-255。
2.USB数据通讯
最顶层（传输transfer）->事务(transaction)->包(packet)->域(domain)。
USB的数据通讯首先是基于传输（Transfer）的，传输的 类型有：中断传输、批量传输、同步传输、控制传输.
一次传输由一个或多个事务(transaction)构成,事务可分为： In事务，Out事务，Setup事务。
一个事务由一个或多个包(packet)构成,包可分为： 令牌包 (setup)、数据包(data)、握手包(ACK)和特殊包。
一个包由多个域构成,域可分为： 同步域（SYNC），标识域（PID）， 地址域（ADDR），端点域（ENDP），帧号域（FRAM），数据域 （DATA），校验域（CRC）。
3.USB设备枚举
USB设备在正常工作以前, 第一件要做的事 就是枚举。枚举是让主机认得这个USB设 备, 并且为该设备准备资源，建立好主机和 设备之间的数据传递通道。
1. 获取设备描述符
第一步：发送传输0，要求提供设备描述符
传输1、2、3、4就是返回的设备描述符，从data中可以看出了8、8、2
第二步：返回复位信号
第三步：设置地址
第三步：再次获取设备描述符
获取配置描述符
获取字符串描述符、选择配置使用
2.USB数据通讯
最顶层（传输transfer）->事务(transaction)->包(packet)->域(domain)。
USB的数据通讯首先是基于传输（Transfer）的，传输的 类型有：中断传输、批量传输、同步传输、控制传输.
一次传输由一个或多个事务(transaction)构成,事务可分为： In事务，Out事务，Setup事务。
一个事务由一个或多个包(packet)构成,包可分为： 令牌包 (setup)、数据包(data)、握手包(ACK)和特殊包。
一个包由多个域构成,域可分为： 同步域（SYNC），标识域（PID）， 地址域（ADDR），端点域（ENDP），帧号域（FRAM），数据域 （DATA），校验域（CRC）。
3.USB设备枚举
USB设备在正常工作以前, 第一件要做的事 就是枚举。枚举是让主机认得这个USB设 备, 并且为该设备准备资源，建立好主机和 设备之间的数据传递通道。
1. 获取设备描述符
2. 复位
3. 设置地址
4. 再次获取设备描述符
5. 获取配置描述符
6. 获取接口、端点描述符
7. 获取字符串描述符
8. 选择设备配置
分析需要安装Software USBTracerTrainer，然后打开文件分析。实际分析USB需要设备抓取。打开文件后选择hide sof和nak，再打开xfr按钮。这样就很清楚了
分析USB_mouse.usb：
分析需要安装Software USBTracerTrainer，然后打开文件分析。实际分析USB需要设备抓取。打开文件后选择hide sof和nak，再打开xfr按钮。这样就很清楚了
第一步：发送传输0，要求提供设备描述符
传输1、2、3、4就是返回的设备描述符，从data中可以看出了8、8、2
第二步：返回复位信号
第三步：设置地址
第三步：再次获取设备描述符
获取配置描述符
获取字符串描述符、选择配置使用
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