浅析USB 枚举过程

    在我们的实际工作中，不管是硬件设计调试，如STM32平台的硬件，还是软件调试，如LINUX的usb驱动调试，USB都是一个必须掌握的通讯方式。USB 的整个架构是很庞大的，但对于普通的开发人员需要掌握的就很少。

   学习USB通讯就得搞懂USB的枚举过程。在工作中，不管是硬件还是系统，只要USB 的枚举过程无误的进行，USB的通讯基本上就没什么大问题了。有很多博客都对USB 的枚举进行了图文并茂的解释，比较清晰。接下来，根据我个人的调试过程（基于STM32）及参考其他相关博文资料整理一下USB的枚举过程。

 一、枚举过程第一阶段

检测到设备，主机发总线复位。这个复位与USB上电复位和系统复位是不同的。这个是SIE根据总线状态通知用户的一种复位。设备产生复位中断，如何处理由设备固件程序
决定。主机发起第一个控制传输：
（1）主机SETUP包（发往地址0端点0）、主机数据包（请求设备描述符）、设备握手包ACK。
   设备产生端点0数据输出中断，固件程序要根据数据包中的主机要求做好准备（确定主机是想要获取描述符还需要干其它的，在中断程序中根据不同的指令准备不同的数据），这里是在端点0输入缓冲区准备好设备描述符。
（2）数据过程，主机先发一个IN令牌包、设备发一个数据包（这个数据已经准备好,SIE收到IN令牌后，直接送到总线上，用户此时不干预）、主机发ACK包。
   此时 SIE产生端点0数据输入中断，表明主机已经取走了设备所准备的数据，用户也可以在该中断处理程序中作自己的处理。(SIE指串行接口引擎,是所有USB控制器内部的“核心”.SIE负责处理底层协议,如填充位,CRC生成和校验,并可发出错误报告.SIE的主要任务是将低级信号转换成字节,以供控制器使用)
此时，主机只接受一次数据，最少8个字节。如果用户数据没有发完，又在控制端点输入缓冲区，准备了数据，主机也不理会。
（3）状态过程：主机发OUT包（通知设备要输出）、主机发0字节状态数据包（这个是0字节，表明自己收到设备描述符）、设备发握手ACK包。
   此时设备不会产生端点0数据输出中断，此时没有数据。
二、枚举过程第二阶段。设置地址
  第一个来回成功以后，主机再次复位总线。进入地址设置控制传输阶段。
（1）主机SETUP包(发往地址0端点0)、主机数据包(请求设置地址)、设备握手包ACK。所以SETUP包后面都会跟一个表明主机SETUP目的的数据包，要么GET，要么SET。
   设备产生端点0数据输出中断，固件程序要根据数据包中的主机要求做好准备，这里是在根据主机发来的地址写入自己的地址控制寄存器。
（2）数据过程，本次传输没有数据。
（3）状态过程：主机发IN包（通知设备要返回数据）、设备发0字节状态数据包（表明地址设置已经成功）、主机发握手ACK包（地址设置已经生效）。
   此时设备不会产生端点0数据输入中断，此时没有数据
三、枚举过程中，第三阶段：主机使用新地址获取完整的设备描述符。
   主机采用新地址发起第一个控制传输：
（1）主机SETUP包（发往新的地址端点0）、主机数据包（请求设备描述符）、设备握手包ACK。
   设备产生端点0数据输出中断，固件程序要根据数据包中的主机要求做好准备，这里是在端点0输入缓冲区准备好设备描述符。
（2）数据过程，主机先发一个IN令牌包、设备发一个数据包（这个数据已经准备好，SIE收到IN令牌后，直接送到总线上，用户此时不干预）、主机发ACK包。
   此时 SIE 产生端点0数据输入中断，表明主机已经取走了设备所准备的数据，用户可以该中断处理程序中要做如下处理：如果一次没有将描述符送完，要再次将剩下的内容填充端点0输入缓冲区。
   第二次数据传输：主机再发一个IN令牌包、设备发一个数据包、主机发ACK包。此时SIE再次产生端点0数据输入中断，如果数据已经发完了。这里就不处理了。进入
状态过程
 3）状态过程：主机发 OUT包（通知设备要输出）、主机发0字节状态数据包（表明自己收到设备描述符）、设备发握手ACK包。
   接下来获取配置描述符、配置集合、字符串描述符、报告描述符的过程差不多，这里就不再叙述了。
   USB 的整个枚举过程主要分为以上三步，想要很好的掌握USB的枚举过程还是需要对着STM32 usb库进行详细了解，分析时搭配BUSHOUND软件可以事半功倍。