USB入门总结

初涉USB，初学者USB入门总结（3） 数据包阐述

对于USB传输大体有个概念，下一步就来看看到底USB上传的什么东西，以什么格式传数据，先不涉及端点的概念。
各种总线的数据传输都是以固定的层次协议进行的，USB当然也不例外。所谓的层次也只是个抽象的概念罢了，就是表达一种依附关系，上层要依赖与底层，上层以底层为基础，上层只需要关心自己的东西就行了，如果你还不明白，那就继续看，学习一个东西不可能一两句话说的明白一个点，需要全面了解后才能清楚各个点。
要实现两个机器（机器的范围比较广，可以是电脑，交换机，单片机）的通信总是要有一个载体才可以，对于机器当然是电平高低为载体，具体的说机器甲要告诉机器乙一件事情（比如说一条指令），那么机器甲可以通过一根线（串行数据总线）连到机器乙的一个IO口上，甲发送一个个的高低电平，乙固定时间检测自己的这个IO口，然后逐个记录下放到自己的缓冲里，这样乙就收到甲送的数据了。上述就是一个简单的数据链路层（计算机网络里这么叫）的描述，这一层要保证的就是甲发的每一位数据，乙都可以正确及时的接受，并且对在传输过程中出错的数据做出反应。其实比数据连路更底层的还有物理层，这就是真正的物理介质，对于机器就是电线了，数据就是电线上传输的电压,USB是用的四线，两个电源，两个数据线。
这里也打个比方，比如人与人进行交流，我们当然是通过说话了，物理层就是空气和传输的声波，数据链路层就是我们说的每一个字，物理层就是空气，负责把我们说的话转换成声波传给对方，数据链路层负责让对方能正确的听到每个字，如果听的不清可以告诉对方重新说一遍。
经过上述的两个底层，就可以保证每一位数据可以正确的传到对方那里去。下一步的工作当然是解析数据代表了什么，一般来说，数据都是以一串数为单位，一般称为一个包，机器间传输都是以一个包为单位传出，就像人们说话都是以一句话为单位输出一样。每一个包包含有许多位数据，这些数据又分段表示不同的意义，如图一，这是一个USB令牌阶段的包，Sync是同步数据（相当于说话时先打个招呼，告诉对方要跟他说话了），PID是包标示（告诉对方这个包是干什么用的），ADDR是对方的地址（叫对方的名字），ENDP是用端点几通讯（先不介绍这个），CRC5是校验位（判断这个包是否在传输中出错），EOP是包结束。
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| Sync | PID | ADDR | ENDP | CRC5 | EOP |
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图一
USB的数据包又分为三种，一个是令牌包，一个是数据包，另一个是握手包。每一次的USB通讯事务处理都是以令牌包开头，告诉对方要跟谁说话，这句话是用来干嘛的。如果要求有数据传输，则下一步就是数据包，另外如果要求对方要有反馈，则会发出握手包。令牌包又简单的包括OUT，IN，STEP三种类型，OUT是用于主机告诉设备主机要向USB设备发送数据，IN是用于主机告诉设备要上传数据，而STEUP是用于主机向USB设备发送配置信息，在枚举过程中会用到。另外数据包和握手包的具体格式什么的，可以参照详细的协议。
可以看到在所以的通讯过程中，主机都是发起者，不管是主机发送数据到USB设备还是USB设备发送数据到主机，都必须收主机控制。图二为一次事务的过程

令牌阶段 ——》 数据阶段 ——》 握手阶段

图二
这个过程可以这样描述，甲和乙对话，甲是老板，乙是职员。第一节已经讲过了，乙面试就是枚举，在这个过程中，甲多段的发送STEP令牌包给乙，乙收到后如果要反馈数据，就发数据包给甲，甲正确接收后，跟甲握握手，表示这次对话成功。
乙被正式录取后，甲会分派任务（OUT），这时甲对乙说有任务给你（令牌阶段），然后乙就开始听，甲说你的任务就是记录数据并且上报（这段话就是数据包），乙说好的（握手包）。
乙开始正式工作，并且记录数据。过了一段时间，甲开始要求提交数据（IN），乙把数据报告给甲（数据阶段），甲说好（握手成功）。这里乙不能主动的去向老板汇报，只能被动的干活。
上面已经讲USB主机和设备间数据传输的过程，都是我个人理解，有不正确和不到位的大家提出，方便初学者理解，谢谢??

初涉USB，初学者USB入门总结（4）USB通讯设备快速开发

经过上述三节的描述，对USB应该已经有了初步的认识，其中具体的协议（比如各个描述符的定义什么的）这里不做描述了，网上一搜一大堆。下面我以一个实例来详细说明快速开发USB设备的步骤，
一，设定规划
凡事预则立，不预则费，所以开发一个小小的USB也要稍微规划一下，比如想象要实现什么功能，传输的数据协议什么的。
二，固件编程，
固件编程说白了就是写单片机程序，要实现USB一般可以使用带USB功能的单片机，再个就是加一个专用的USB芯片。这里以内部集成USB功能单片机为例
固件的USB开发一般就是先使能USB，使能USB时钟，使能各个USB控制中断（挂起，复位，标准请求，写入，写出等）然后USB就能正常工作了，这时候不如不写别的东西，电脑就可以检测出有USB设备插入了，具体的反应是在设备管理器里会发现闪了一下说明发现了新的USB设备，接下来电脑会发送各种标准请求，因为这个时候你的程序还没写完整，对这些请求不会有反应，所以电脑不可能识别出是什么东西。
接下来的工作就是在中断中响应电脑传来的各种标准请求。当必 要的请求都被正确的响应的话，这个时候如果电脑里有正确的驱动，电脑就会去加载这个驱动，如果是第一次插入这个设备，还要把驱动安装一下，然后设备就进入正常工作了，电脑会显示“这个USB已经成功安装并可以应用了”。
这里捎带着说一下端点（endpoint）的概念，一般一个USB设备都会有数个端点，端点就是一个数据缓冲控制区（FIFO），每个缓冲区相当于有一个出口一个进口的池子，数据通过进口进入到池子，然后你再在固件里去用这些数据。固件往电脑写数据，也是把数据先放到池子里，然后打开出口，就可以干自己的事情，不用一个个的把数据发出了，池子的出口自动把数据流出。
一般的端口0是用来做标准请求响应用的，也就是在枚举阶段用到。我一般把端口1定义为出（OUT），端口2定义为入（IN）（注意，这个OUT和IN是相对与电脑的，也就是说OUT是数据从电脑出去到设备，IN是设备的数据进入电脑）。这些定义也是在标准请求中去告诉电脑的。
接下来就可以实现与电脑的通讯了，你把数据放到相应的池子里就行了。下面就可以自己定义通讯的数据格式了。比如控制开发板上的8个LED的第一个灯亮，那么上位机发送数据0x55，0x01，0x80，0xaa。我们就可以规定第一个数据是启示位，遇到这个表明开始一次控制指令，0x01表示这个是控制灯亮暗的指令，0x80表示LED的控制数据，最高位是1，表示第一个亮，其他位是0，表示都暗。最后一个数据是0xaa，表示这是结束。其实所谓的数据协议不过就是自己定义的一套让通讯双方都能正确理解对方的数据格式。电脑比较是电脑，什么都要规定好了，它才能正确的工作。
三，驱动程序
对于快速开发用Driverstudio就可以了，我先装了VC6.0，然后装了DDK2600，最后装了Driverstudio，网上有说这个顺序不容易出问题，我也没时间去试别的顺序会出怎么样的特效，姑且不管他是否在忽悠，先这样按了没坏处。
我一开始比较新潮的装了DriverStudio3.2版本，然后按网上的方法破解了，生成了驱动是能打开设备，但是就是传输不了数据，搞了两天还是不行，后来想到是不是3.2版本太新了？或者破解没完整？然后卸载了3.2装了3.1，果然可以了，真不知道是Compuware做了手脚故意玩我还是本人愚笨弄错了哪里。
驱动生成的步骤可以在百度，Google里搜“10分钟完成一个USB驱动程序”能出来一