U盤基本工作原理

U盤基本工作原理

一、U盤基本工作原理

通用串行總線（Universal serial Bus）是一種快速靈活的接口，
當一個USB設備插入主機時，由于USB設備硬件本身的原因，它會使USB總線的數據信號線的電平發生變化，而主機會經常掃描USB總線。當發現電平有變化時，它即知道有設備插入。
當USB設備剛插入主機時，USB設備它本身會初始化，并認為地址是0。也就是沒有分配地址，這有點象剛進校的大學生沒有學號一樣。
正如有一個陌生人闖入時我們會問“你是什么人”一樣，當一個USB設備插入主機時，，它也會問：“你是什么設備”。并接著會問，你使用什么通信協議等等。當這一些信息都被主機知道后，主機與USB設備之間就可以根據它們之間的約定進行通信。
USB的這些信息是通過描述符實現的，USB描述符主要包括：設備描述符，配置描述符，
接口描述符，端點描述符等。當一個U盤括入主機時，你立即會發現你的資源管理器里多了一個可移動磁盤，在Win2000下你還可以進一步從主機上知道它是愛國者或是朗科的。這里就有兩個問題，首先主機為什么知道插入的是移動磁盤，而不是鍵盤或打印機等等呢？另外在Win2000下為什么還知道是哪個公司生產的呢？其實這很簡單，當USB設備插入主機時，主機首先就會要求對方把它的設備描述符傳回來，這些設備描述符中就包含了設備類型及制造商信息。又如傳輸所采用的協議是由接口描述符確定，而傳輸的方式則包含在端點描述符中。
USB設備分很多類:顯示類,通信設備類,音頻設備類,人機接口類,海量存儲類.特定類的設備又可分為若干子類,每一個設備可以有一個或多個配置，配置用于定義設備的功能。配置是接口的集合，接口是指設備中哪些硬件與USB交換信息。每個與USB交換信息的硬件是一個端點。因些，接口是端點的集合。
U盤應屬于海量存儲類。
USB海量存儲設備又包括通用海量存儲子類,CDROM,Tape等，U盤實際上屬于海量存儲類中通用海量存儲子類。通用海量存儲設備實現上是基于塊/扇區存儲的設備。
USB組織定義了海量存儲設備類的規范，這個類規范包括4個獨立的子類規范。主要是指USB總線上的傳輸方法與存儲介質的操作命令。
海量存儲設備只支持一個接口,即數據接口,此接口有三個端點Bulk input ,Bulk output,中斷端點
這種設備的接口采用SCSI-2的直接存取設備協議,USB設備上的介質使用與SCSI-2以相同的邏輯塊方式尋址

二、 Bulk-Only傳輸協議
當一個U盤插入主機以后，主機會要求USB設備傳回它們的描述符，當主機得到這些描述符后，即完成了設備的配置。識別出USB設備是一個支持Bulk-Only傳輸協議的海量存儲設備。這時應可進行Bulk-Only傳輸方式。在此方式下USB與設備之間的數據傳輸都是通過Bulk-In和Bulk-Out來實現的。
在這種傳輸方式下，有三種類型數據在USB和設備傳送，它們是命令塊包（CBW），命令執行狀態包（CSW）和普通數據包。CBW是主機發往設備的命令。格式如下：
其中dCBWSignature的值為43425355h,表示當前發送的是一個CBW。
DCBWDataTransferLength：表示這次CBW要傳送數據長度。
BmCBWFlags：表示本次CBW是讀數據還是寫數所
BBWCBLength：表示命令的長度。
CBWCB：表示本次命令內容。也即是SCSI命令。
當設備從主機收到CBW塊以后，它會把SCSI命令從CBW中分離出來，然后根據要求執行，執行的結果又以CSW的形式發給主機。
CSW的格式如下：
其中dCSWSignature的值為53425355h,表示當前發送的是一個CSW。
DCSWTag：必須和CBW中dCBWTag一樣。
DCSWDataResidue：還要傳送的數據。
BCSWStatue：命令執行狀態，命令正確執行時，為0。

三、 SCSI命令集

在Bulk-Only的命令塊包(CBW)中,有一段CBECB內容,它就是SCSI命令塊描述符。其內容如下:
Operation Code:是SCSI命令操作代碼。
Logical Block Address:邏輯塊地址，對U盤而言應是扇區。前面已經講過：通用海量存儲設備是一個基于塊/扇區存儲的設備，因此在SCSI中要提供這個參數是很顯然的。
transfer length:為要傳送的扇區數
SCSI中直接存取類型的存儲介質的傳輸命令有很多，如：
INQUIRY：其操作碼為12H
Test Unit Ready:其操作碼為00H
Format Unit:其操作碼為04H
.......
這里以INQUIRY命令為例：
INQUIRY命令描述符如下：
INQUIRY的結果是