USB协议分析仪在USB调试中的应用
USB协议分析 (2)
USB协议分析协议名称：USB协议分析一、引言USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机与外部设备之间数据传输和通信的标准接口。
本协议旨在对USB协议进行分析，包括其工作原理、数据传输方式、协议层次结构等内容。
二、背景USB协议是由USB实施论坛（USB Implementers Forum）制定的，旨在提供一种统一的、高效的、易于使用的接口标准。
USB接口广泛应用于计算机、挪移设备、音频设备、打印机、摄像头等各类外部设备。
三、目的本协议的目的是分析USB协议的基本原理和工作机制，以便更好地理解USB接口的功能和特性，并为相关设备的开辟、测试和维护提供指导。
四、USB协议分析1. USB工作原理USB协议采用主从结构，主机（Host）负责控制和管理USB总线，外部设备（Device）作为从设备与主机进行通信。
USB总线上可同时连接多个外部设备，主机通过分时复用的方式与这些设备进行数据交互。
2. USB数据传输方式USB协议支持多种数据传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
控制传输用于配置和管理设备，批量传输适合于大数据块的传输，中断传输用于实时数据传输，等时传输适合于对实时性要求非常高的数据传输。
3. USB协议层次结构USB协议采用分层结构，包括物理层、数据链路层、传输层和应用层。
物理层负责传输电气信号，数据链路层负责数据的分组和重组，传输层负责数据的可靠传输，应用层则提供设备之间的应用程序接口。
4. USB协议数据格式USB协议定义了一套统一的数据格式，包括数据包（Packet）和帧（Frame）两种基本单位。
数据包是指在USB总线上传输的最小数据单元，帧是由多个数据包组成的数据传输单位。
5. USB协议交互流程USB协议的交互流程包括设备的插拔、设备的配置和控制、数据的传输等环节。
设备的插拔触发主机对设备的识别和初始化，设备的配置和控制包括设备描述符的获取、端点的配置等操作，数据的传输则是通过各种传输方式进行的。
USBCAN CANalyst II分析仪 产品说明书
●通过PC或笔记本的USB接口实现对CAN总线网络的发送和接收； ●快速CAN网络数据采集、数据分析； ●CAN总线-USB网关； ●USB接口转CAN网络接口； ●延长CAN总线的网络通讯长度； ●工业现场 CAN 网络数据监控。
珠海创芯光电科技有限公司
2 技术支持邮箱：zhcxgd@
201706301usbcancanalystii分析仪产品说明书目录第一章产品简介11概述12性能与技术指标13典型应用14产品销售清单15技术支持与服务16产品选型第二章外形与接口描述21外观与接口22信号定义23出厂配置33软件操作与功能介绍34自发自收测试1135多个usbcan设备同时使用珠海创芯科技有限公司技术支持邮箱
第二章 外形与接口描述 ......................................................................................................... 4 2.1 外观与接口 .................................................................................................................... 4 2.2 信号定义 ........................................................................................................................ 5 2.3 出厂配置 ........................................................................................................................ 6
【15期】 逻辑分析仪在USB开发中的应用
逻辑分析仪─从入门到精通讲座(15) 逻辑分析仪在USB开发中的应用1. USB简介自1998年由Compaq、Intel、Microsoft、NEC等公司制定USB总线以来，已经经历了USB1.1、USB2.0、USB OTG等几代，发展到现在最新的USB3.0。
USB总线以其方便、快速、稳定、即插即用等优点，迅速受到人们的欢迎和喜爱。
一直以来测量USB信号都需要专用的分析仪（如：USBAnalyst-I分析仪等），现在广州致远电子有限公司在LAB6000系列高性能逻辑分析仪上增加了USB 分析插件，可以直接使用LAB6000系列高性能逻辑分析仪来进行USB 协议FS和LS的数据分析。
2. LAB6000系列逻辑分析仪测量介绍LAB6000系列逻辑分析仪具有每秒500M的采样速率，每通道16Mbits的存储容量，具有高采样率、深存储、多功能等特点。
我们都知道USB信号是由一对差分信号组成，如何使用LAB6000系列逻辑分析仪（我们以LAB6052逻辑分析仪为例子）来进行USB信号分析？逻辑分析仪的采样原理如图1所示，LAB6052逻辑分析仪通过高速比较器对输入的数据与设定的阈值电平不断地进行比较，把输入的模拟量转换为数字量，并记录起来。
图 1 逻辑分析仪数据采样原理LAB6052逻辑分析仪的输入信号电平范围为-30V~+30V，而USB信号的电平特征如表1所示。
从表中可以看出，USB Fullspeed和Lowspeed的电平特征在LAB6052逻辑分析仪的测量范围内，可以使用LAB6052逻辑分析仪对USB信号进行直接的采集和测量。
根据USB信号的电气特征和LAB6052逻辑分析仪的输入特点，需要把逻辑分析仪的阈值电平设置在USB输出信号交叉电平范围内，就可以让逻辑分析仪正确地识别USB物理电平。
表1USB Fullspeed/Lowspeed电气特征3. 测量方法为了能够测试到USB信号，焊接了两个USB口接插件，并将USB接插件的VCC、GND、D+和D-信号线一一对接，并预留排针用于连接逻辑分析仪测试探针，如图2所示。
USB协议分析仪在USB调试中的应用
USB协议分析仪在实际USB连通中的作用在现代电子设备中，越来越多的使用USB接口，不仅因为其使用方便，即插即拔，更因为其价格低廉，协议开放，而广泛使用在各种电子设备上，并且已经发展为不可缺少的一种接口形式。
但USB接口的开发过程中，对于工程师来说还是会遇到这样或那样的问题，如何提高调试效率，缩短研发周期，就需要一种调试测试工具——USB协议分析仪。
USB协议分析仪USB协议分析仪是协议层的分析工具，是测试设备的一种。
对于USB这种高速串行总线来说，仅仅进行物理层测试是远远不够的，由于在高低电平中寓含着丰富的指令，传递着大量信息。
所以对于USB传输协议就需要专用的USB协议分析仪来分析测试，USB协议分析仪是按照标准的USB协议来分解数据，将包含有用信息的数据提取出来，并解释这些数据的含义。
随着设备之间传递数据速度的不断提高，越来越多的高速串行总线被使用，如SATA、SAS、Ethernet、FC等等，这些高速串行总线也同样有其协议分析工具。
为了让读者更好的了解USB协议分析仪的功能与用途，本文列举一个调试USB通信的小例子。
实验环境如图所示，左侧计算机安装USB协议分析仪软件，加上USB协议分析仪主机构成USB 协议分析系统。
DE2实验板作为USB设备，右侧计算机安装应用程序对DE2进行操作。
我们主要关心安装有应用程序的计算机与DE2实验板之间的USB通信是否正常，并且希望了解这个通信过程是怎样完成的。
DE2实验板是教学过程中使用的开发板，针对USB通信接口部分有一片接口控制芯片，可通过加载固件程序控制USB数据传输，对于USB开发工程师来说，编写固件程序是实现USB通信的重要部分，但很难验证固件程序是否正确，是否按照工程师的意愿执行。
在PC 端安装有应用程序控制实现哪些功能，是在设备底层还需要编写驱动程序，确保可实现USB 通信，在生产研发中，驱动程序部分和应用程序部分大多由软件工程师完成，所以USB协议分析仪是硬件工程师和软件工程师都需要的测试设备。
周立功USB分析仪USB_Analyser_cn
USB分析仪使用说明一、前言再次感谢您购买广州周立功单片机发展有限公司的USB分析仪。
广州周立功单片机发展有限公司是最早在国内从事USB开发和推广的企业之一，从器件资料翻译到出版USB专著的书籍，从USB开发板到USB分析仪，无一不体现出周立功公司对广大用户的热心帮助和对USB总线的热情推广。
纵观国内外的USB分析仪，本USB协议分析仪具有很高的性价比，本USB协议分析仪采用了PHILIPS公司的USB专用芯片、增强型单片机，结合数字锁相环（DPLL）、先入先出（FIFO）、自动同步跟踪、总线干扰检测和USB1.1、USB2.0等技术精心制作而成。
二、系统要求（1）监控计算机Pentium IV 1.0G以上或100％兼容CPUUSB 2.0接口256M内存以上500M硬盘空间CD-ROM或DVD-ROM驱动器Windows 98，Windows 2000，Windows XP或更高操作系统（推荐使用Windows XP或Windows 2000）（2）调试主机符合通用主机控制器（UHC）或开放主机控制器（OHC）规范的设备（如个人计算机、工业计算机、笔记本电脑、PDA等）注：不支持在集线器中使用低速设备三、主要功能体积小，重量轻，方便携带；两种供电方式，满足各种计算机的要求；USB2.0传输接口，支持windows 98、2000、XP等操作系统；全面支持USB1.1全速、低速数据采集分析；支持PID或人工多种触发条件选择；USB总线数据自动跟踪,确保数据完整无误;同时具有USB总线错误分析和传输数据错误分析功能；随意定义1～99Mbyte的采集容量；强大搜索功能,可以随意查找错误帧或指定数据;USB协议解码功能,数据阅读更加轻松;空闲时间统计功能,数据传输过程一目了然;完善的数据统计功能,带宽利用随手可得四、技术参数监控USB端口支持：USB2.0端口，USB1.1端口采集USB端口支持：USB1.1端口采集端USB口输入阻抗：>10MΩ数据采集深度：1～99Mbyte采集速度：USB1.1全速（Full Speed）、低速（Low Speed）采集内容：USB传输数据（Sync、PID、ADDR、ENDP、CRC5、CRC16、Frame Number、DATA），位填充错误，数据传输间隔时间（IDLE）触发条件：PID触发：USB1.1规范内的所有PID手动触发；IDLE时间统计：最小值：3；最大值：14336 bit；（±1误差）外部输入电源：6V五、USB分析仪外观接口USB分析仪的外形如图1所示：图1 USB分析仪的外形USB分析仪有电源输入口的一边为控制端，如图2所示：图2 电源端接口POWER为外部电源输入。
安捷伦科技推出用于 USB 协议分析仪的全新分析软件
安捷伦科技推出用于USB 协议分析仪的全新分析软
件
安捷伦科技公司宣布推出用于U4611A、U4611B和U4612A系列USB 协议分析仪的分析软件套件。
该套件采用全新的MegaZoom 技术，帮助USB设备设计人员快速、简单地分析他们的设计，并能简化USB测试与验证。
安捷伦数字调试解决方案分部的总经理Ross Nelson说：“USB 已经成为电子设备的通用连接方式。
USB 3.0 设计已经成为高速网络中的外部硬盘驱动和适配器的默认连接，这对USB 性能提出了更高的要求。
全新MegaZoom 技术能够实时分析设备操作，全面了解连接性能，帮助设计人员优化现有的和全新设计的USB 设备。
”
利用MegaZoom 技术，U4611A 和U4611B 能够快速分析海量数据并进行深入分析。
特点包括：
• 与传统分析仪相比，MegaZoom 在拥有高达18 GB 的深存储器数据捕获能力的同时，具备快速响应能力和便利的用户界面。
• 基于FPGA 专利设计采用了独有的索引技术，MegaZoom能够实时分析多达5 Gbps的USB 3.0 双向数据。
• 在数秒钟内显示结果，只需单次点击即可访问已捕获的所有事件。
• MegaZoom 并不是一个特殊模式——它可在全带宽范围内实施，无需使用分析仪执行额外的触发和分析。
该软件支持U4611A、U4611B 和U4612A USB 协议分析仪监测并捕获总线活动，提供整个数据捕获缓冲器(高达18 GB)的即时访问。
在单一显示窗口中，计算、统计和记录实时性能信息，并绘制图像。
性能分析数据可使设。
USB协议分析
USB协议分析协议名称：USB协议分析一、背景介绍USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机和外部设备之间进行数据传输和通信的标准接口协议。
USB接口广泛应用于计算机、手机、相机、打印机等各类电子设备中，为设备之间的连接和数据传输提供了便利。
二、协议目的本协议旨在对USB协议进行详细分析，包括其工作原理、数据传输方式、协议层次结构等方面的内容。
通过对USB协议的分析，旨在深入了解USB接口的工作机制，为相关领域的技术人员提供参考和指导。
三、协议内容1. USB协议的定义和作用USB协议是一种用于计算机和外部设备之间进行数据传输和通信的标准接口协议。
它提供了一种快速、简单和可靠的数据传输方式，支持多种设备的连接和通信。
2. USB协议的工作原理USB协议采用主从式架构，主机负责控制和管理整个USB系统，外部设备作为从设备与主机进行通信。
USB协议通过定义不同的传输类型和通信协议来适应不同设备的需求。
3. USB协议的物理层USB协议的物理层定义了USB接口的电气特性和连接方式，包括USB接口的引脚定义、电压规范和信号传输方式等。
4. USB协议的数据链路层USB协议的数据链路层负责数据帧的传输和错误检测，通过定义帧的结构和传输规则来保证数据的可靠传输。
5. USB协议的传输层USB协议的传输层定义了不同类型的数据传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输等。
6. USB协议的应用层USB协议的应用层定义了设备的功能和通信协议，包括设备描述符、配置描述符、接口描述符等。
7. USB协议的控制传输USB协议的控制传输用于设备的初始化和配置，通过控制命令和状态信息的交换来实现设备的控制和管理。
8. USB协议的批量传输USB协议的批量传输用于大容量数据的传输，适用于需要高速传输的设备，如存储设备、摄像头等。
9. USB协议的中断传输USB协议的中断传输用于周期性的数据传输，适用于需要实时响应的设备，如键盘、鼠标等。
USB 分析仪使用说明.
六、软件的安装与使用 在光盘的 software 目录里双击 Setup.exe 然后应用程序和驱动程序都会安装上了。软件安装完毕后，只
要连接上 USB 分析仪就可以使用了。注：USB 分析仪的软件驱动程序在软件打包里，请先安装软件后再 连接 USB 分析仪。
连接上监控计算机的 USB 线后，计算机会出现如图 5 的提示。
查找错误数据，其对话框如图 23 所示。
图 23 查找错误对话框 可以选择的错误方式有： 错误的 PID：表示 USB1.1 协议内不存在的 PID。 位缓冲错误：表示 USB 总线上受到干扰或不符合 USB 总线规定的传输错误。 错误的 CRC5：USB 传输令牌过程中传输的 CRC5 与校验出来的 CRC5 不同的地方。 错误的 CRC16：USB 传输数据过程中传输的 CRC16 与校验出来的 CRC16 不同的地方。 查找数据字符串：
SOF、SETUP、DATA0、DATA1、ACK、NAK、STALL、PRE。 由于本分析仪记录深度比较大，建议才用人工触发，把所有数据都采集后在进行数据分析。 连接选择为选择采集端数据的速度类型，请按照设备的类型进行选择全速或低速设备。其中，一般
USB 键盘和鼠标都为低速设备。当选择不正确时，由于全速设备和低速设备的采样频率不同，会造成数据 的错误。
图 7 寻找驱动程序 如果使用 Windows XP 或 Windows 2000 操作系统，会有图 8 的提示。
图 8 Windows 徽标提示 点击仍然继续，就开始复制驱动程序，安装完后，会有如图 9 的提示。
图 9 完成新硬件向导 -4-
广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 点击完成就可以了，且右下方会出现如图 10 的新硬件安装完成的提示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
USB协议分析仪在实际USB连通中的作用
在现代电子设备中，越来越多的使用USB接口，不仅因为其使用方便，即插即拔，更因为其价格低廉，协议开放，而广泛使用在各种电子设备上，并且已经发展为不可缺少的一种接口形式。
但USB接口的开发过程中，对于工程师来说还是会遇到这样或那样的问题，如何提高调试效率，缩短研发周期，就需要一种调试测试工具——USB协议分析仪。
USB协议分析仪
USB协议分析仪是协议层的分析工具，是测试设备的一种。
对于USB这种高速串行总线来说，仅仅进行物理层测试是远远不够的，由于在高低电平中寓含着丰富的指令，传递着大量信息。
所以对于USB传输协议就需要专用的USB协议分析仪来分析测试，USB协议分析仪是按照标准的USB协议来分解数据，将包含有用信息的数据提取出来，并解释这些数据的含义。
随着设备之间传递数据速度的不断提高，越来越多的高速串行总线被使用，如SATA、SAS、Ethernet、FC等等，这些高速串行总线也同样有其协议分析工具。
为了让读者更好的了解USB协议分析仪的功能与用途，本文列举一个调试USB通信的小例子。
实验环境
如图所示，左侧计算机安装USB协议分析仪软件，加上USB协议分析仪主机构成USB 协议分析系统。
DE2实验板作为USB设备，右侧计算机安装应用程序对DE2进行操作。
我们主要关心安装有应用程序的计算机与DE2实验板之间的USB通信是否正常，并且希望了解这个通信过程是怎样完成的。
DE2实验板是教学过程中使用的开发板，针对USB通信接口部分有一片接口控制芯片，可通过加载固件程序控制USB数据传输，对于USB开发工程师来说，编写固件程序是实现USB通信的重要部分，但很难验证固件程序是否正确，是否按照工程师的意愿执行。
在PC 端安装有应用程序控制实现哪些功能，是在设备底层还需要编写驱动程序，确保可实现USB 通信，在生产研发中，驱动程序部分和应用程序部分大多由软件工程师完成，所以USB协议分析仪是硬件工程师和软件工程师都需要的测试设备。
USB协议分析仪是按照USB协议，将总线上的信号翻译成数据，再将数据逐层解析，分析其传输数据的含义。
在这个过程中，可将USB传输过程中的错误明确的指示出来，用户可根据上下文关系找到问题所在。
分析过程
在本实验中，如图所示，PC 端应用程序的主要功能是：按下ADD 键，给DE2发送加1的指令，显示在DE2实验板的液晶显示屏上；按下CLEAR 键，给设备发送清零的指令，DE2实验板的液晶显示屏上的显示为00；通过这个简单的应用程序，我们可以了解实验板上USB 固件程序，计算机上USB 驱动程序是否可以正确工作。
如图所示，在应用程序的源程序中，点击ADD ，发送的数据为“
A0 A1”，这个就是我们要在USB 传输了ADD 指令。
下面，我们用Ex200来捕获发送的ADD 指令数据以及其前后过程。
分析捕捉到的数据搜索到DATA0，DATA1数据包内容皆为“AA AB AC AD AE AF A0 A1”，与源代码一致。
如图所示，为DATA0数据包的内容。
我们每次按下ADD 控件，就可以捕获到这一组数据，这说明USB 通信没有问题，可以进行下一步的大数据量传输与通信。
又如图所示，在应用程序的源程序中，点击CLEAR ，发送的数据为“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，这个就是我们要在USB
传输了CLEAR 指令。
：
我们用Ex200来捕获发送的CLEAR 指令数据以及其前后过程。
分析捕捉到的数据搜索到DATA0，DATA1数据包内容皆为“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，与源代码一致。
如图所示，为DATA0数据包的内容。
我们每次按下CLEAR 控件，就可以捕获到这一组数据。
另外，USB协议分析仪是一种很好的学习USB协议的工具，如图所示，通过USB协议分析仪可分析并了解USB设备枚举过程，在教学中可以生动地说明USB通信传输过程，在实际研发中，也可提高效率，缩短开发周期。
小结
USB协议分析仪是在USB开发过程中必不可少的工具，在研发过程中起到事半功倍的效果，随着USB通信接口的广泛使用，USB协议分析仪也会成为更普及的测试仪器。
经过一段时间的发展，USB协议分析仪也趋于成熟，主机体积更加小巧，不需要外加电源即可工作，软件界面更加人性化，让人一目了然。
USB协议从1.0到2.0，再到最新的USB3.0，协议分析仪也会追随USB协议发展的脚步，支持所有版本的测试。