USB命令(请求)及标准描述符等相关归纳介绍
USB协议详解
USB协议详解⼀个transfer(传输)由⼀个或多个transaction(事务)构成，⼀个transaction(事务)由⼀个或多个packet(包)构成，⼀个packet(包)由⼀个或多个sync(域)构成。
1.传输数据通信USB的数据通讯⾸先是基于传输(transfer)的，传输的类型有:中断传输、批量传输、同步传输、控制传输。
2.事务数据通讯⼀次传输由⼀个或多个事务(transaction)构成，事务可以分为:in事务、out事务、setup事务。
3.包数据通讯⼀个事务由⼀个或多个包(packet)构成，包可分为:令牌包(setup)、数据包(data)、握⼿包(ack)、特殊包。
4.域数据通讯⼀个包由多个域构成，域可分为：同步域(sync)、标识域(pid)、地址域(addr)、端点域(endp)、帧号域(fram)、数据域(data)、校验域(crc)。
USB传输传输分为四种类型：批量传输、等时(同步)传输、中断传输、控制传输。
1、批量(⼤容量数据)传输(Bulk Transfers): ⾮周期性，突发⼤容量数据的通信，数据可以占⽤任意带宽，并容忍延迟。
如USB打印机、扫描仪、⼤容量储存设备等。
批量输出事务：（1）主机先发出⼀个OUT令牌包（包含设备地址，端点号）。
（2）然后再发送⼀个DATA包，这时地址和端点匹配的设备就会收下这个数据包，主机切换到接收模式，等待设备返回握⼿包。
（3）设备解码令牌包，数据包都准确⽆误，并且有⾜够的缓冲区来保存数据后就会使⽤ACK/NYET握⼿包来应答主机（只有⾼速模式才有NYET握⼿包，他表⽰本次数据成功接收，但是没有能⼒接收下⼀次传输），如果没有⾜够的缓冲区来保存数据，就返回NAC，告诉主机⽬前没有缓冲区可⽤，主机会在稍后时间重新该批量传输事务。
如果设备检查到数据正确，但端点处于挂起状态，返回STALL。
如果检测到有错误（如校验错误，位填充错误），则不做任何响应，让主机等待超时。
USB协议详解第30讲(USB枚举过程详解及抓包分析)
USB协议详解第30讲（USB枚举过程详解及抓包分析）USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机和外部设备的通信协议和接口标准。
USB枚举过程是指在设备连接到计算机上时，计算机通过与设备之间的通信来识别设备并建立通信。
USB枚举过程分为设备插入、USB设备识别和USB配置三个阶段：1.设备插入：当设备被插入计算机的USB接口时，计算机会感知到设备的插入，并触发枚举过程。
2. USB设备识别：计算机会发送一个特殊的reset信号给设备，以重置设备的状态。
然后计算机会发送一个设备描述符请求给设备，以获取设备的基本信息，如设备的供应商、产品ID等。
设备会回复一个设备描述符给计算机。
B配置：计算机会发送配置描述符请求给设备，以获取设备的详细配置信息。
设备会回复一个或多个配置描述符，以及相关的接口和端点信息。
然后计算机会选择一个合适的配置，并将其发送给设备。
设备收到配置信息后，会根据配置信息进行相应的初始化操作。
之后计算机会发送一些设备请求给设备，如获取设备状态、设置设备参数等。
在USB枚举过程中，计算机和设备之间的通信是基于USB传输层协议进行的。
USB传输层协议定义了几种不同类型的传输方式，如控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
在USB枚举过程中，主要使用控制传输。
USB枚举过程的抓包分析可以通过使用USB抓包工具，如Wireshark来进行。
通过抓包可以查看计算机和设备之间的通信过程，以及传输的数据包内容。
抓包可以帮助我们分析USB设备的插入和识别过程，以及在配置阶段的通信和数据传输。
抓包分析可以实现以下目的：1.查看设备的设备描述符和配置描述符，了解设备的供应商信息、产品信息和接口信息等。
2.分析计算机和设备之间的控制传输，了解计算机和设备之间的通信流程。
3.分析数据传输，查看数据包内容，了解数据的格式和结构。
4.分析设备和计算机之间的异常情况，如错误响应、超时等，帮助排除故障。
标准的USB设备请求命令
• wIndex：
– 值为端点号，即端点描述符中的bEndPointAddress的值
• wLength：
– 2，表示接下来端点返回的数据大小为2个字节。
字段说明
• bmRequestType：
– 仅用于主机输出给设备，而命令的接收者可以是设备、接口或端点。
• wValue：
– 该字段的内容是特性选择器，代表了一些特定的需要被清楚或禁用的特 性代码：
• wIndex：
– 参见GET_STATUS的字段说明。
• wLength：
– 值为0，因无需返回数据。
• 请求命令类型，共1个字节，每个位都有一定的意义。D7—选 择数据传输方向
– D7=0：从主机到设备；D7=1：从设备到主机。
• D7—选择数据传输方向
– D7=0：从主机到设备；D7=1：从设备到主机。
• D6D5—命令类型
– D6D5=00：标准请求命令； D6D5=01：类请求命令； D6D5=10： 用户定义命令； D6D5=11：保留。 – 本节讲述标准请求命令，故D6D5=00。
• wLength：
– 值为0，因无需返回数据。
设置地址请求SET_ADDRESS
• 该命令用于主机给设备分配地址：
字段说明
• bmRequestTy节，内容是主机分配给设备的地址。
• wIndex：
– 由于请求命令的接收者只能为设备，故此值为0。
• wLength：
– 值为1，表示设备返回的数据大小为1个字节。
设置接口请求SET_INTERFACE
字段说明
• bmRequestType：
– 固定为00000001，因此数据方向是输入OUT，即主机发送给设备， 而命令接收者为接口。
实用USB术语详解
如果您刚开始接触USB，那么了解一些USB术语将很有帮助。
本文介绍了基本的USB术语。
主机USB是一种“主-从”式总线，包括一个主机和多个从机。
从机称作外设，在USB术语中也称作功能部件。
主机称作主设备。
所有USB传输都由主机启动；外设总是响应传输，不会启动传输。
最常用的主机是PC机，主机通过USB-A连接器连接到下行设备。
嵌入式主机不包括PC机，而是用一个微控制器作为专用主机，或许只能与一类USB设备通信。
功能部件功能部件是USB设备，也称作USB外设。
USB外设是主机的“下行”设备，使用USB B型连接器连接。
速率USB 2.0标准规定了以下三种传输速率：低速模式传输速率为1.5Mbps，多用于键盘和鼠标。
全速模式传输速率为12Mbps。
高速模式传输速率为480Mbps。
市场上关于“USB 2.0兼容”的概念有一些混乱。
这种混乱源于USB标准版本的升级，首先推出的是USB 1.0，紧接着有了比1.0更理想的USB1.1。
USB1.x支持低速和全速两种USB总线速度。
2.0版本增加了高速模式，完全替代了1.1。
所以，如果使用的是工作在12Mbps速率下的全速器件，则可认为它与USB 2.0兼容，即使许多人仅将USB 2.0用于高速(480Mbps)操作。
入-出方向USB系统以主机为中心。
因此，解释USB术语时假设面向的是主机。
所以，从主机侧看，“入”表示传输方向从外设到主机；同样，“出”表示传输方向从主机到外设。
端点端点位于USB外设内部，所有通信数据的来源或目的都基于这些端点，是一个可寻址的FIFO。
每个USB外设有一个唯一的地址，可能包含最多十六个端点。
主机通过发出器件地址和每次数据传输的端点号，向一个具体端点(FIFO)发送数据。
每个端点的地址为0到15，一个端点地址对应一个方向。
所以，端点2-IN与端点2-OUT完全不同。
每个器件有一个默认的双向控制端点0，因此不存在端点0-IN和端点0-OUT。
USB HID 设备类协议入门
一、应用场合USB HID类是比较大的一个类，HID类设备属于人机交互操作的设备。
用于控制计算机操作的一些方面，如USB鼠标，USB键盘，USB游戏操纵杆，USB触摸板，USB轨迹球、电话拨号设备、VCR遥控等等设备。
另外，使用HID设备的一个好处就是，操作系统自带了HID类的驱动程序，而用户无需去开发很麻烦的驱动程序，只要直接使用API调用即可完成通信。
所以很多简单的USB设备，喜欢枚举成HID设备，这样就可以不用安装驱动而直接使用。
二、USB HID类可采用的通信管道所有的HID设备通过USB的控制管道（默认管道，即端点0）和中断管道与主机通信。
控制管道主要用于以下3个方面：•接收/响应USB主机的控制请示及相关的类数据•在USB主机查询时传输数据（如响应Get_Report请求等）•接收USB主机的数据中断管道主要用于以下两个方面：•USB主机接收USB设备的异步传输数据•USB主机发送有实时性要求的数据给USB设备从USB主机到USB设备的中断输出数据传输是可选的，当不支持中断输出数据传输时，USB主机通过控制管道将数据传输给USB设备。
三、与USB HID设备有关的描述符HID设备的描述符除了5个USB的标准描述符（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，见百合电子工作室的另一篇文章：USB开发基础－－USB命令（请求）和USB描述符）外，还包括3个HID设备类特定描述符：HID描述符、报告描述符、实体描述符。
除了HID的三个特定描述符组成对HID设备的解释外，5个标准描述符中与HID设备有关的部分有：•设备描述符中bDeviceClass、bDeviceSubClass和bDeviceProtocol 三个字段的值必须为零。
•接口描述符中bInterfaceClass的值必须为0x03，bInterfaceSubClass的值为0或1，为1表示HID设备符是一个启动设备（Boot Device，一般对PC机而言才有意义，意思是BIOS启动时能识别并使用您的HID设备，且只有标准鼠标或键盘类设备才能成为Boot Device。
usb标准请求命令
usb标准请求命令USB标准请求命令。
USB标准请求命令（Standard Request）是USB设备与主机之间进行通信的重要方式之一。
在USB通信协议中，设备可以通过发送请求命令向主机请求特定的操作，比如获取设备描述信息、设置设备参数等。
本文将对USB标准请求命令进行详细介绍，包括其格式、常见的请求类型以及具体的应用场景。
USB标准请求命令的格式。
USB标准请求命令由8个字节组成，其中包括以下几个字段：1. bmRequestType：请求类型字段，占据1个字节。
该字段包括以下几个部分：D7，数据传输方向，0表示主机到设备，1表示设备到主机。
D6~D5，请求类型，00表示标准请求，01表示类请求，10表示厂商请求。
D4~D0，接口号，用于指定设备的接口。
2. bRequest，请求码字段，占据1个字节。
该字段用于指定具体的请求操作，比如获取设备描述信息、设置设备地址等。
3. wValue，值字段，占据2个字节。
该字段用于传递请求操作的参数，具体含义由请求码决定。
4. wIndex，索引字段，占据2个字节。
该字段用于指定操作对象的索引，比如接口号、端点号等。
5. wLength，长度字段，占据2个字节。
该字段用于指定数据传输的长度。
常见的请求类型。
USB标准请求命令中，常见的请求类型包括以下几种：1. GET_DESCRIPTOR，获取设备描述信息。
设备可以通过该请求向主机获取设备的描述信息，比如设备的类别、厂商信息、产品信息等。
2. SET_ADDRESS，设置设备地址。
在设备初始化阶段，设备需要通过该请求向主机申请一个地址，以便主机能够识别该设备。
3. SET_CONFIGURATION，设置设备配置。
设备可以通过该请求通知主机其支持的配置，并请求主机进行配置。
4. GET_STATUS，获取设备状态。
设备可以通过该请求向主机获取设备的状态信息，比如连接状态、工作状态等。
5. SET_INTERFACE，设置设备接口。
USB HID报告及报告描述符简介
在USB中，USB HOST是通过各种描述符来识别设备的，有设备描述符，配置描述符，接口描述符，端点描述符，字符串描述符，报告描述符等等。
USB报告描述符(Report Descriptor)是HID设备中的一个描述符，它是比较复杂的一个描述符。
USB HID设备是通过报告来给传送数据的，报告有输入报告和输出报告。
输入报告是USB设备发送给主机的，例如USB鼠标将鼠标移动和鼠标点击等信息返回给电脑，键盘将按键数据数据返回给电脑等；输出报告是主机发送给USB设备的，例如键盘上的数字键盘锁定灯和大写字母锁定灯等。
报告是一个数据包，里面包含的是所要传送的数据。
输入报告是通过中断输入端点输入的，而输出报告有点区别，当没有中断输出端点时，可以通过控制输出端点0发送，当有中断输出端点时，通过中断输出端点发出。
而报告描述符，是描述一个报告以及报告里面的数据是用来干什么用的。
通过它，USB HOST可以分析出报告里面的数据所表示的意思。
它通过控制输入端点0返回，主机使用获取报告描述符命令来获取报告描述符，注意这个请求是发送到接口的，而不是到设备。
一个报告描述符可以描述多个报告，不同的报告通过报告ID来识别，报告ID在报告最前面，即第一个字节。
当报告描述符中没有规定报告ID时，报告中就没有ID字段，开始就是数据。
更详细的说明请参看USB HID协议，该协议可从下载。
USB报告描述符可以通过使用HID Descriptor tool来生成，这个工具可以到下载，为了方便大家，我顺便上传了一份。
/Upload/Blog/2007/4/2/af7c3443-ad61-4465-ADC7-a74d28bbc322.zip下面通过由HID Descriptor tool生成的USB鼠标和USB键盘来说明一下报告描述符和报告。
code char KeyBoardReportDescriptor[63] = {//表示用途页为通用桌面设备0x05, 0x01, // USAGE_PAGE (Generic Desktop)//表示用途为键盘0x09, 0x06, // USAGE (Keyboard)//表示应用集合，必须要以END_COLLECTION来结束它，见最后的END_COLLECTION 0xa1, 0x01, // COLLECTION (Application)//表示用途页为按键0x05, 0x07, // USAGE_PAGE (Keyboard)//用途最小值，这里为左ctrl键0x19, 0xe0, // USAGE_MINIMUM (Keyboard LeftControl)//用途最大值，这里为右GUI键，即window键0x29, 0xe7, // USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right GUI)//逻辑最小值为00x15, 0x00, // LOGICAL_MINIMUM (0)//逻辑最大值为10x25, 0x01, // LOGICAL_MAXIMUM (1)//报告大小（即这个字段的宽度）为1bit，所以前面的逻辑最小值为0，逻辑最大值为10x75, 0x01, // REPORT_SIZE (1)//报告的个数为8，即总共有8个bits0x95, 0x08, // REPORT_COUNT (8)//输入用，变量，值，绝对值。
USB 开发基础--USB 命令(请求)和USB 描述符
无
（高字
节为 0，
低字节
表示要
设置的
配置值）
Set_Descriptor 00000000B
SET_DESCRIPTOR
描述表 零或语 种类（高 言标志 字节，见 表 5）和 索引（低 字节）
描述表长 描述 表
Set_Feature
00000000B 00000001B 00000010B
SET_FEATURE
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
索引或偏 根据不同的命令，含义也不同，主要用于传送索引 2
移 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
偏移量 0 1 2 4 5 6 7
8
表 8、USB 配置描述符的结构
域
大小
值
描述
bLength
1
数字 此描述表的字节数长度。
bDescriptorType
1
常量 配置描述表类型（此处为 0x02）
wTotalLength
2
数字 此配置信息的总长（包括配置，接口，端
点和设备类及厂商定义的描述符）
bNumInterfaces
2
ID 厂商标志（由 USB-IF 组织赋值）
10
idProduct
2
ID 产品标志（由厂商赋值）
12
bcdDevice
2 BCD 码 设备发行号（BCD 码）
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当USB设备第一次连接到主机上时，要接收主机的枚举和配置，目的就是让主机知道该设备具有什么功能、是哪一类的USB设备、需要占用多少USB的资源、使用了哪些传输方式以及传输的数据量多大等等。
只有主机完全确认了这些信息后，设备才能真正开始工作。
这些信息是通过存储在设备中的USB描述符来体现的。
USB设备的属性包括很多内容，为了便于管理，USB协议1.1将这些信息做了分类，定义了很多种描述符，其中标准的描述符包括: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。
这些描述符之间具有一定的关系，设备描述符是最高级的描述符，而端点描述符是最低级的描述符。
每一个设备只有一个设备描述符，但设备描述符可以包含多个配置描述符；而一个配置描述符又可包含多个接口描述符；一个接口使用了几个端点，就有几个端点描述符。
字符串描述符是可选的。
所有的命令虽然有不同的数据和使用目的，有的USB命令结构是一样的。
控制传输的“初始设置步骤”中包含了1个8字节的DATA0数据包，这8字节的数据包是主机用来发送控制阶段中的请求命令的，而这些请求命令是主机配置USB设备的关键。
这里就来详细分析这8字节请求命令的结构和内容：
上表中bRequest为命令编码值，含意见表3：
4bNumberInterfaces1所支持的接口数
5bConfigurationValue1配置值
6iConfiguration1配置字符串描述符索引值
7bmAttributes1配置特性
8bMaxPower1所需要的最大总线电流(Value*2mA)
报告描述符:HID设备的报告描述符比较复杂也比较难理解。
报告描述符的语法不同于USB标准描述符,它是以项目(Items)方式排列而成,无一定的长度。
HID的报告描述符已经不是简单的描述某个值对应的某个固定的意义了,它已经能组合出多种情况,并且需要PC驱动程序提供parser解释器来对描述的设备情形进行重新解释,进而组合生成本HID硬件设备独特的数据流格式。
有关报告描述符的详细信息可以参考USB HID协议,USB协会提供一个HID描述符编辑工具称作HID Descriptor Tool,用它可以方便地生成我们所需要的报告描述符。