USB開發中易混淆的概念剖析

摘要：隨著USB技術日趨成熟，USB開發者只需要關注頂層開發即可，這樣雖然戰少了工作量，但容易使開發者忽略USB基礎理論與概念，導致的弊端在于開發者一旦遇到問題，往往不知如何解決。作者基于多年USB開發經驗，針對當前很多USB開發者容易混淆的概念，進行深入淺出的剖析，針對枚舉和重枚舉的區別、不同啟動方式的區別等問題，進行了歸納總結。本文從對比的角度分析問題，有助于開發者理清USB的工作機理。
關鍵詞：USB；枚舉；重枚舉；重王；固件程序；EZ-USB

USB(Universal Serial Bus)通訊具有傳輸速度快、可靠性高、支持即插即用等優點，已經逐步成為現代數據傳輸的主流方式，獲得了廣泛的應用。
然而，在USB應用技術越來越成熟的同時，開發人員對于USB技術的運用越來越傾向于頂層使用，對于USB的底層原理與基礎協議關注的很少，這會導致在實際開發過程中，遇到問題之后不知從何處著手解決。只有了解了USB的傳輸協議或者是底層傳輸通訊原理，才能很好的找出解決途徑。
文中基于作者多年的USB開發使用經驗，并且結合目前研究與生產中廣泛使用的幾種USB控制芯片，包括Cypress公司的enCoRe系列芯片、EZ-USB芯片以及Netchip公司的NET2888芯片等等，總結了它們在開發使用中最容易遇到而又非常重要的幾個問題：USB設備與主機建立通訊過程中枚舉和重枚舉的區別，這個區別體現在不同的USB控制芯片當中，它對于設備的啟動以及連接主機都有深刻影響；重枚舉與重置的區別，很多把這個概念混淆，導致在應用中出錯；固件程序控制多種啟動方式的區別，同樣的代碼控制著不同的啟動方式，理解了這個過程才能很好地控制芯片的工作。

1 USB通訊中的重要概念
1．1 枚舉與重枚舉的區別
在USB通訊協議中，有一個重要的概念是檢測設備，也可稱為枚舉，它是主機在應用程序與USB設備通信之前，了解該設備的設置與能力并且給該設備指定一個驅動程序的過程，它是任何USB設備正常工作所必須的部分。
對于普通的USB設備，主機通過枚舉的過程獲取設備的描述符，了解設備并根據設備描述符中的PID(產品識別碼)與VID(供應商識別碼)值選擇合適的驅動程序安裝，這樣就與設備建立了USB連接，之后就可以進行正常USB通訊，枚舉的過程如圖1所示。