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    硬件笔记(8)----USB学习笔记5

    如前面所述,当某个设备被连接到 USB 主机上,该设备会向主机提供其功能和电源要求。通常,设备会通过一个描述符表格(其固件的一部分)来提供这些信息。描述符表格是数据的结构化序列,描述了设备信息;这些值由开发人员定义。所有描述符表格都具有一个标准信息,用于介绍设备属性和电源要求。如果某个设计满足指定 USB 设备类别的要求,则该 USB 设备必须具备的其他描述符信息都将包含在设备描述符结构中。附录 A 包含一个 PSoC USB 的全功能设备描述符的示例。如果您正在阅读或创建您自己的描述符,那么请注意,传输数据字段时,优先传输最低有效位。许多参数的长度均为 2个字节。请确保先发送低字节,然后再发送高字节。

    02

    USB Type C 接口定义及名词解释和 Typec C 转USB A 2.0

    检测USB设备是否接入; 检测USB插入方向,并以此建立USB 数据通道的路由; 插入后帮助建立USB设备角色(谁为HOST,谁为Device); 发现并配置VUBS,配置USB PD供电模式; 配置Vconn; 发现和配置可选的备用和辅助模式; 名词解释 在USB2.0端口,USB根据数据传输的方向定义了HOST/Device/OTG三种角色,其中OTG即可作为HOST,也可作为Device,在Type-C中,也有类似的定义。 DFP(Downstream Facing Port):下行端口,可以理解为Host或者是HUB,DFP提供VBUS、VCONN,可以接收数据。在协议规范中DFP特指数据的下行传输,笼统意义上指的是数据下行和对外提供电源的设备。 UFP(Upstream Facing Port):上行端口,可以理解为Device,UFP从VBUS中取电,并可提供数据。典型设备是U盘,移动硬盘。 DRP(Dual Role Port):双角色端口,类似于以前的OTG,DRP既可以做DFP(Host),也可以做UFP(Device),也可以在DFP与UFP间动态切换。典型的DRP设备是笔记本电脑。设备刚连接时作为哪一种角色,由端口的Power Role(参考后面的介绍)决定;后续也可以通过switch过程更改(如果支持USB PD协议的话)。 USB PORT的供电(或者受电)情况,USB Type-C将port划分为Source、Sink。 Source:通过VBUS或者VCONN供电。 Sink:通过VBUS或者VCONN接受供电。 DRP(Dual-Role-Power):既可以作为Source,也可以作为Sink。到底作为Source还是Sink,由设备连接后的配置决定。 Source和Sink的连接过程 Source和Sink的通用USB情况下,配置接口的典型流程如下: 首先,检测端口之间的有效连接(包括确定电缆方向、源/接收器和DFP/UFP关系)。 其次检测电缆的能力。 再次接通USB供电(协商USB电力传输,选择供电模式,电池充电等)。 最后进行USB枚举。

    01

    基于WDM的专用USB设备的驱动程序开发[通俗易懂]

    1引言 目前对于诸如USB鼠标、键盘等这样的计算机标准外设,Windows系统已经提供了标准的驱动程序,用户无需再进行任何开发工作。而开发专用USB设备,需要开发专用的驱动程序。 Windows2000/XP操作系统不允许用户程序直接访问硬件设备。为了实现对硬件设备的访问和控制,必须通过操作系统所认可的驱动程序对硬件设备实现间接访问和控制。驱动程序通常被认为是操作系统的组成部分,所以,开发驱动程序有严格的规范,被认为是“计算机高手”的工作。而利用DDK进行基于WDM(Win32 Driver Model)驱动程序开发,使驱动程序的开发变成了一项比较简单的工作。 2 Win32驱动程序模型 USB设备驱动程序必须符合由Microsoft为Windows 98及其后版本所定义的Win32驱动程序模型(Win32 Driver Model,WDM)规格。这些驱动程序称为WDM驱动程序,扩展名为.sys。 WDM定义了一个基本模型,处理所有类型的数据。例如,USB类驱动程序为所有USB 设备提供了一个抽象的模型,并具有由所有客户驱动程序使用的定义好的接口。有了对所有设备类型共同的核心驱动程序模型,使驱动程序开发人员更容易从一种类型的设备移动到另外一种类型的设备上去。而且它也意味着驱动程序模型的内核实现尽可能是固定的。 USB是使用标准Windows系统USB类驱动程序访问USBDI(Windows USB驱动程序接口)的USB设备驱动程序。USBD.sys就是Windows系统中的USB类驱动程序,它使用UHCD.sys来访问通用的主控制器接口设备,或者使用OpenHCI.sys访问开放式主控制器接口设备。USBHUB.sys是根集线器和外部集线器的USB驱动程序。在PCI枚举器发现了USB主控制器之后,它会自动装入相关的驱动程序。 3 Windows USB驱动程序接口 大多数客户化的USB设备需要由用户来编写设备驱动程序,以响应内核态或用户应用程序的请求。在内核级,命令由客户驱动程序使用内部IOCTL发送给USB系统,例如IOCTL-INTERNAL-USB-SUBMIT-URB允许发出USB请求块(URB)给系统USB驱动程序。URB允许发出几个功能调用给USB系统。用户态USB实用程序也可以发出几个普通IOCTL给USB设备,目的仅仅是得到连接设备的信息。 3.1函数驱动程序 函数驱动程序(function driver)让应用程序与USB设备,通过API函数来沟通。这些API函数属于Windows的Win32子系统,Win32子系统同时也管理着执行应用程序。函数驱动程序与较低级的总线驱动程序沟通,总线驱动程序控制着硬件。 图1是应用程序与各个驱动程序,如何一起完成USB通信的结构图。当设备或子类别的要求超过类别驱动程序的能力时,会有辅助的过滤器驱动程序来类别驱动程序的能力。一个上层的过滤驱动程序位于类别驱动程序的上方。这样,从客户应用程序传来的要求,会先经过上层的过滤驱动程序,然后才传给类别函数驱动程序。一个下层的过滤驱动程序位于类别驱动程序和总线驱动程序之间,如图1。类别驱动程序会将要求传给下层的过滤驱动程序,然后再传给总线驱动程序。 图1应用程序与驱动程序完成USB通信的结构 通用串行总线驱动程序(USBD.SYS)是USB系统中负责管理通用串行总线的工作,位于主机上的一个软件。USBD负责控制所有的USB协议操作和高层的中断处理控制。在Windows98及以上版本中,Microsoft定义了一个新的设备驱动程序模型,称之为Windows设备驱动程序模型(WindowsDriver Model或WDM)。 USB客户应用程序也是一种设备驱动程序,通过定义的一个称之为USB接口的层间接口来访问其下方的USB软件。应用程序正是通过这些USB客户软件来实现与USB设备之间的通信。 针对USB客户应用程序的开发,相应版本的Windows操作系统的设备驱动程序开发包(Device Driver Developer’s Kit,即DDK)给出了相应的USB接口函数。并提供了对于这些函数具体使用的参考文档。 3.2 USBDI的IOCTL 为了编写USB设备驱动程序,通常还要在源代码中包含DDK所提供的几个头文件。这些头文件在Windows98下存放在/98DDK/inc/win98目录中,在Windows 2000下存放在/NTDDK/inc/win2000目录中。这些头文件的用途可以总结如下: usb100.h 定义了在USB设备驱动程序设计中所要用到的各种常量和数据结构。 Usbdi.h USBDI例程,其中包括对USBD和USB设备驱动程序通用的数据结构,适用于内核和用户模式。 Usbdlib.h URB构造和各种例程,定义了USBD所输出的服务,适用于内核和用户模式。 Usbioctl.h 给出了对IOC

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