USB学习系列之二——USB设备的插入检测机制

1.USB的插入检测机制：USB端口的D+和D-均用一个15k的电阻接地，当无设备接入时，均处于低电平；在设备端在D+（表示高速设备或者全速设备）或者D-（表示低速设备）接了一个1.5k的上拉电阻到+3.3v，一旦将设备接入，USB端口的D+或者D-其中一个被拉高为3v，系统识别到外部设备接入。

注意：高速设备首先会被识别为全速设备，然后再通过集线器和设备二者的确认最后切换到高速模式下。

在高速模式下，采用的是电流传输模式，这个时候上拉电阻需要从D+上断开。

2.当设备没有枚举成功时（可以通过一个10K的电阻将USB的电源端和D+或者D-连接起来，电脑会发现一个无法识别的设备，这个设备的PID和VID都是0，根据每个特性可以简单的判定设备的枚举是否成功。

3.一个具体的USB实现什么功能，USB主机并不知道。USB主机通过读取USB的设备描述符来获取设备的类型、厂商的ID和产品的ID（通常依靠它们来加载对应的驱动程序）、端点情况、版本号等众多信息。

4.USB1.1协议定义的标准描述符有设备描述符（DeviceDescriptor）、配置描述符（ConfigurationDescriptor）、接口描述符（InterfaceDescriptor）、端点描述符（EndpointDescriptor）和字符串描述符（StringDescriptor）。

USB2.0相比于USB1.1新增加的两个描述符：限定符描述符（QualifierDescriptor）和其他速度配置描述符（OtherSpeedConfigurationDescriptor）。

5.一个USB设备只有一个设备描述符。

设备描述符里面决定了该设备有多少种配置，每种配置都有一个配置描述符；

而在每个配置描述符中又定义了该配置有多少个接口，每个接口都有一个接口描述符；

在接口描述符里面又定义了该接口有多少个端点，每个端点都有一个端点描述符，端点描述符定了端点的大小、类型等。

如果有类特殊描述符，它跟在相应的接口描述符之后。

注意：USB主机获取描述符时，从上到下逐层获取。对于字符串描述符，USB主机是单独获取的，主机通过发送获取字符串中描述符的请求以及描述符的索引号、语言ID来获取对应的字符串描述符。

6.设备描述符：设备所使用的USB协议版本号、设备类型、端点0的最大包大小、厂商ID（VID）和产品ID（PID）、设备版本号、厂商字符串索引、产品字符串索引、设备序列号索引、可能的配置数等。

配置描述符：记录配置所包含的接口数、配置的编号、供电方式、是否支持远程唤醒、电流需求量等。

接口描述符：记录接口的编号、接口的端点数、接口所使用的类、子类、协议等。

端点描述符：端点号及方向、端点的传输类型、最大包长度、查询时间间隔等。

字符串描述符：提供一些方便人们阅读的信息，它不是必需的。

7.与USB设备进行通信时需要的地址：设备的地址和端点的地址。配置和接口是为了更加方便的管理端点抽象出来的概念。一个设备可以有多个配置，但是一个时刻只能有一个配置有效；每个配置下又可以有多个接口，一个接口下面可以有多个端点。

8.具有多个接口，并由接口来实现功能的设备叫做USB复合设备。例如一个USB音频设备，它具有一个音频控制接口，另外还有一个到多个音频流或者MIDI流接口。在主机端会把USB复合设备的每个接口当做一个功能设备来看待，常见的USB鼠标，U盘等通常是单一的设备，即一个设备下只有一个配置描述符、一个接口描述符。