USB开发基础：USB命令（请求）和USB描述符

一、USB命令
　　在USB规范里，对命令一词提供的单词为“Request”，但这里为了更好的理解主机与设备之间的主从关系，将它定义成“命令”。
　　所有的USB设备都要求对主机发给自己的控制命令作出响应，USB规范定义了11个标准命令，它们分别是：Clear_Feature、Get_Configuration、Get_Descriptor、Get_Interface、Get_Status、Set_Address、Set_Configuration、Set_Descriptor、Set_Interface、Set_Feature、Synch_Frame。所有USB设备都必须支持这些命令（个别命令除外，如Set_Descriptor、Synch_Frame）。
　　不同的命令虽然有不同的数据和使用目的，但所有的USB命令结构是一样的。下表所示为USB命令的结构：

表1、USB命令的结构
偏移量	域	长度（字节）	值	描述
0	bmRequestType	1	位图	请求特征： D7：传输方向 0=主机至设备 1=设备至主机 D6..5：种类 0=标准 1=类 2=厂商 3=保留 D4..0：接受者 0=设备 1=接口 2=端点 3=其他 4..31保留
1	bRequest	1	值	命令类型编码值（见表3）
2	wValue	2	值	根据不同的命令，含义也不同
4	wIndex	2	索引或偏移	根据不同的命令，含义也不同，主要用于传送索引或偏　移
6	wLength	2		如有数据传送阶段，此为数据字节数。

下表列出了USB的11种标准命令

表2、USB的11种标准命令
命令	bmRequestType	bRequest	wValue	wIndex	wLength	Data
Clear_Feature	00000000B 00000001B 00000010B	CLEAR_FEATURE	特性选择符	零 接口号 端点号	零	无
Get_Configuration	10000000B	GET_CONFIGURATION	零	零	一	配置值
Get_Descriptor	10000000B	GET_DESCRIPTOR	描述表种类(高字节，见表5）和索引（低字节）	零或语言标志	描述表长	描述表
Get_Interface	10000001B	GET_INTERFACE	零	接口号	一	可选设置
Get_Status	10000000B 10000001B 10000010B	GET_STATUS	零	零（返回设备状态） 接口号（对像时接口时） 端点号（对象是端点时）	二	设备, 接口,或 端点状态
Set_Address	00000000B	SET_ADDRESS	设备地址	零	零	无
Set_Configuration	00000000B	SET_CONFIGURATION	配置值（高字节为0，低字节表示要设置的配置值）	零	零	无
Set_Descriptor	00000000B	SET_DESCRIPTOR	描述表种类（高字节，见表5）和索引（低字节）	零或语言标志	描述表长	描述表
Set_Feature	00000000B 00000001B 00000010B	SET_FEATURE	特性选择符(1表示设备，0表示端点）	零 接口号 端点号	零	无
Set_Interface	00000001B	SET_INTERFACE	可选设置	接口号	零	无
Synch_Frame	100000010B	SYNCH_FRAME	零	端点号	二	帧号

其中bRequest为命令编码值，含意见表3：

表3、USB标准命令的编码值
bRequest	Value
GET_STATUS	0
CLEAR_FEATURE	1
为将来保留	2
SET_FEATURE	3
为将来保留	4
SET_ADDRESS	5
GET_DESCRIPTOR	6
SET_DESCRIPTOR	7
GET_CONFIGURATION	8
SET_CONFIGURATION	9
GET_INTERFACE	10
SET_INTERFACE	11
SYNCH_FRAME	12

二、USB描述符
　　USB协议为USB设备定义了一套描述设备功能和属性的有固定结构的描述符，包括标准的描述符即设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符和字符串描述符，还有百标准描述符，如类描述符。USB设备通过这些描述符向USB主机汇报设备的各种各样属性，主机通过对这些描述符的访问对设备进行类型识别、配置并为其提供相应的客户端驱动程序。
　　USB设备通过描述符反映自己的设备特性。USB描述符是由特定格式排列的一组数据结构组成。
　　在USB设备枚举过程中，主机端的协义软件需要解析从USB设备读取的所有描述符信息。在USB主向设备发送读取描述符的请求后，USB设备将所有的描述符以连续的数据流方式传输给USB主机。主机从第一个读到的字符开始，根据双方规定好的数据格式，顺序地解析读到的数据流。
　　USB描述符包含标准描述符、类描述符和厂商特定描述３种形式。任何一种设备必须USB标准描述符（队字符串描述符可选外）。
　　在USB1.X中，规定了5种标准描述符：设备描述符（Device Descriptor)、配置描述符（Configuration Descriptor）、接口描述符（Interface Descriptor）、端点描述符（Endpoint Descriptor）和字符串描述符（String Descriptor）。
　　每个USB设备只有一个设备描述符，而一个设备中可包含一个或多个配置描述符，即USB设备可以有多种配置。设备的每一个配置中又可以包含一个或多个接口描述符，即USB设备可以支持多种功能（接口），接口的特性通过描述符提供。
　　在USB主机访问USB设备的描述符时，USB设备依照设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符顺序将所有描述符传给主机。一设备至少要包含设备描述符、配置描述符和接口描述符，如果USB设备没有端点描述符，则它仅仅用默认管道与主机进行数据传输。
１、设备描述符
　　设备描述符给出了USB设备的一般信息，包括对设备及在设备配置中起全程作用的信息，包括制造商标识号ID、产品序列号、所属设备类号、默认端点的最大包长度和配置描述符的个数等。一个USB设备必须有且仅有一个设备描述符。设备描述符是设备连接到