USB2.0协议学习笔记---描述符

 USB设备描述符

字段名	长  度（字节）	地址偏移	含           义
bLenth	1	0	描述符长度
bDescriptorType	1	1	描述符类型 （这里为 1）
bcdUSB	2	2	USB规范版本号（BCD码）
bDeviceClass	1	4	类代码
bDeviceSubClass	1	5	子类代码
bDeviceProtocol	1	6	协议代码
bMaxPackSize0	1	7	端点0最大支持数据包长度
idVendor	2	9	供应商ID
idProduct	2	11	产品ID
bcdDevice	2	13	设备版本号（BCD码）
iManufacturer	1	14	供应商字符串描述索引
iProduct	1	15	产品字符描述字符串索引
iSerialNumber	1	16	产品序列好描述符索引
bNumConfigurations	1	17	所支持的配置数

bLenth ：该描述符的长度，单位字节一般USB设备描述符都是固定的18字节即0x12；

bDescriptorType ：描述符种类代码。USB设备描述符为0x01；

bcdUSB ：USB协议版本，采用BCD编码如2.0就是0x0200，但是USB是小端结构，因此实际就是 【0x00 ，0x20】

bDeviceClass： 设备类代码，大多数是0而在接口描述符中的bInterfaceClass中指定该接口实现的功能，注意的是当bDeviceClass为0时，bDeviceSubClass也必须为0；

bDeviceSubClass ：配合bDeviceClass代码决定，USB标准定义。

bDeviceProtocol：设备所使用类的协议，如果没有定义类就为0 ，字段为0xFF表示使用自定义协议。

bMaxPackSize0 ：端点0的最大包长，最小是8，因为枚举过程，第一次获取设备描述符只会读取一次，因此需要在这个包中包含USB设备描述符的长度。

idVendor：厂商ID VID，需要交保护费申请。

idProduct ：产品ID PID由厂商自己定义。通常主机会根据VID和PID来加载本地或源的驱动程序。

bcdDevice ：设备版本号，也采用BCD码，同理USB协议版本号。

iSerialNumber ：设备序列号字符串索引值。

bNumConfigurations ：设备有多少种配置，大部分USB设备就只有一个配置。

USB配置描述符

需要注意的是在有些时候，配置描述符中会包含接口描述符，特殊类描述符，端点描述符等信息，并在主机枚举请求设备配置描述符时一起返回给主机，不能单独返回给主机。

字段名	长  度 (字 节)	地址偏移量	含义
bLenth	1	0	配置描述符长度
bDescriptorType	1	1	配置描述符类型
wTotalLength	2	2	配置信息总长度
bNumInterfaces	1	4	配置接口数
bConfigurationValue	1	5	配置值
iConfiguration	1	6	字符串描述符索引值
bmAttributes	1	7	配置特性
bMaxPower	1	8	最大电流（2mA为单位）

bLenth ：该描述符长度

bDescriptorType：描述符类型，配置描述符为0x02；

wTotalLength：表示整个配置描述符的总长度，包括配置描述符，接口描述符，类特殊描述符和端点描述符。

bNumInterfaces：配置支持的接口数。

bConfigurationValue：每个配置都有一个标识值。

iConfiguration：配置描述符索引。

bmAttributes：描述特性 D7保留，D6辨识供电方式，为1表示自供电的，否则是总线供电，D5标识是否支持远程唤醒（1），D4-D0保留。

bMaxPower：总线供电时的最大电流，如值为100则最大电流为200mA。

USB接口描述符

字 段 名	长 度 （字节）	地址偏移	含  义
bLenth	1	0	描述符的长度
bDescriptorType	1	1	描述符的类型
bInterfaceNumber	1	2	接口号
bAlterateSetting	1	3	可替换设置值
bNumEndpoint	1	4	端点0以外的端点数
bInterfaceClass	1	5	类代码
bInterfaceSubClass	1	6	子类代码
bInterfaceProtocol	1	7	协议代码
iInterface	1	8	字符串描述符索引值

bLenth: 描述符的长度。

bDescriptorType: 描述符的类型（接口描述符为4）

bInterfaceNumber:  表示该接口的编号，用在配置有多个接口，每个接口有唯一放入编号，从0 开始编号。

bAlterateSetting:接口的备用编号，规则同上。一般不用

bNumEndpoint：该接口使用的端点数，不包括端点0。即如果为0 就只有控制端点。

bInterfaceClass：接口使用的类

bInterfaceSubClass：接口使用的子类

bInterfaceProtocol：接口使用的协议。三个一起定义了设备的功能，鼠标键盘就只需要改协议部分就可以。其他两个都是HID类。

iInterface：接口字符串描述符的索引值。

USB端点描述符

域	大小（字节）	偏移
bLenth	1	0
bDescriptorType	1	1
bEndpointAddress	1	2
bmAttributes	1	3
wMaxPackSize	2	4
bInterval	1	6

bLenth: 该描述符的长度（字节）

bDescriptorType: 该描述符的类型（0x05）

bEndpointAddress:端点的地址，D7表示端点的传输方向，为1则为输入，为0则为输出，D3-D0为端点号，其他位没有用。

bmAttributes:一个字节的属性描述字节，D1~D0表示端点传输类型，0 为控制传输，1为等时传输，2为批量传输，3为中断传输。如果为等时传输，D3-D2表示等时传输的类型，0表示无同步，1为异步，2为适配，3为同步；D5-D4辨识用途，0为数据端点，1为反馈端点，2为暗反馈端点，3保留；D7-D6保留。但是如果不是同步传输则只用到D1-D0其他位全部保留。

wMaxPackSize:该端点支持的最大数据长度，对于低速和全速设备而言，D10-D0表示数据包最大长，其他位未用，对于高速设备D12-D11表示每个帧的附件传送次数，具体参考USB标准协议。

bInterval:表示该端点的查询时间，对于中断传输表示查询的帧间隔数；对于其他传输方式参考USB标准协议。

 类特殊描述符

有些设备还需要有类特殊描述符，这里拿HID设备举例，HID设备的特殊描述符如下

域	大小	偏移	说明
bLenth	1	0	描述符长
bDescriptorType	1	1	描述符类型
bcdHID	2	2	HID 协议版本
bCountryCode	1	4	国家代码
bNumDescriptors	1	5	下级描述符数量
bDescriptorType	1	6	下级描述符类型
bDescriptorLength	2	7	下级描述符长度
bDescriptorType	1	9	下级描述符的类型（可选）
wDescriptorLength	2	10	下级描述符的长度（可选）
...	...	...	...

类比前面描述符的作用这里只需要记一下一下几个字段的意义：

bcdHID：为 HID设备的版本，用BCD码表示，两个字节，如下表示版本为1.10

bCountryCode：  国家代码（这个用在特殊情况下 比如键盘，美式键盘等）。

bNumDescriptors：下级描述符的数量，在HID设备中至少有一个是报告描述符。

bDescriptorType：HID报告描述符为0x22.

bDescriptorLength：对应描述符的大小。

因为下级描述符至少有一个因此，HID类描述至少是10个字节，底下就是一个HID描述符的例子。

    0x09,         /* bLength: HID Descriptor size */
    HID_DESCRIPTOR_TYPE, /* bDescriptorType: HID */
    0x10,         /* bcdHID: HID Class Spec release number */
    0x01,
    0x00,         /* bCountryCode: Hardware target country */
    0x01,         /* bNumDescriptors: Number of HID class descriptors to follow */
    0x22,         /* bDescriptorType */
    CUSTOMHID_SIZ_REPORT_DESC,/* wItemLength: Total length of Report descriptor */
    0x00,

看了这么多，现在我对USB协议的理解是这样的：USB设备可以理解为一个类，描述符就是这个类的属性，而枚举过程就是host主动请求调用，获取属性的方法，从而知道这个类的属性，其余在主机和设备数据交换过程的处理细节就是设备类的方法，我们实现一个USB设备就是在定义设备属性和定义方法接口的过程，只是定义属性需要了解到以上USB标准中的这些规则（profile），同时枚举过程的一些操作就是必须要实现的接口，其余的部分就要看我们的设备，设计出来支持的操作有哪些，选择的实现了，好了暂时就这些，后面还有一部分概念需要学习，待续。。。

参考：《圈圈教你玩USB（第二版）》

2019-06-02 11:39:57