USB概念介绍

Posted 2022-09-20 Wireless_Link

USB概念

1. 概念

USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)，分为HOST/DEVICE两个角色，所有的数据传输都由主机主动发起，而设备只是被动的负责应答。例如，在读数据时，USB先发出读命令，设备收到该命令后，才返回数据。比如我们的PC跟鼠标通讯，我们的PC是作为USB host角色，鼠标是作为USB device角色来工作。

2. USB接口种类介绍

目前我知道的有几种USB种类：type-A,type-B,type-C,mini usb,macro usb,apple lightning，分别如下图：

USB Type A：该标准一般适用于个人电脑PC中，是应用于最广泛的接口标准

USB Type B：一般用于3.5寸移动硬盘、以及打印机、显示器等连接

USB Type C：USB Type C这个接口名称是在USB 3.1时代之后出现的，该接口的亮点在于更加纤薄的设计、更快的传输速度(最高10Gbps)以及更强悍的电力传输(最高100W)。Type-C双面可插接口最大的特点是支持USB接口双面插入，主要面向更轻薄、更纤细的设备(未来可能统一手机平板的接口，取代Micro USB接口)。

总结说来USB Type-C具有以下特点：

1） 最大数据传输速度达到10Gbit/秒，也是USB 3.1的标准;

2） Type-C接口插座端的尺寸约为8.3mm×2.5mm纤薄设计;

3） 支持从正反两面均可插入的“正反插”功能，可承受1万次反复插拔;

4） 配备Type-C连接器的标准规格连接线可通过3A电流，同时还支持超出现有USB供电能力的“USB PD”，可以提供最大100W 的电力。

一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等移动设备

在USB2.0时代，Micro USB口出现了，这是USB 2.0标准的一个便携版本，Mini USB的下一代规格，比早期部分手机使用的Mini USB接口更小。这种接口是我们最常见的接口，我们手机的充电接口就是Micro USB接口。

苹果的自研发USB接口，但是听说苹果要转战TYPE-C

一般的USB，比如type a,typa b都有4根线

其中D+,D-是传输数据使用，但是像MINI USB,MACRO USB会多出一跟ID线，用于OTG

像typc-C,apple lightning接口，引脚很多，我们不列举了

3.USB设备的插入检测和速度检测

在USB设备插到USB 主机的时候，主机会通过上拉电阻去检测插入的是什么设备，一般采用1.5K的上拉电阻，在USB设备端上拉电阻接到D+的时候，那么此设备就是高速或者全速设备，在1.5K的上拉电阻接到D-的时候，那么此设备就是低俗设备，那我们的板子是接到D+，所以在插入到USB主机的时候，我们的板子告诉主机我们是高速或者全速设备。

二. USB枚举过程

再说枚举详细过过程之前，我们先来普及下descriptor的知识

一个设备有且只有一个device descriptor，有1个或者多个configuration descriptor,每个configuration descriptor下面有1个或者多个interface descriptor,每个interface descriptor下面有1个或者多个endpoint descriptor.

1.获取descriptor的封包格式

图片来源USB2.0 9.3

2.Get device descriptor request & response分析

2.1 Get device request的格式

对应的usb封包如下：

2.2 Get device descriptor response

格式如下：

usb封包如下：

3.Get configure descriptor request & response分析

3.1 Get configure descriptor req的格式

usb抓包如下：

3.2 Get configure descriptor response的格式

抓包如下：

3.3 interface的格式

usb的封包的如下：

3.4 endpoint的格式

抓包如下：

三.传输类型