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USB 枚举/断开过程

发布时间：2022-12-21 16:28:18所属栏目：USB2.0规范已帮助人编辑作者：【USB接口百科】

USB设备枚举一般会经过插入、供电、初始化、分配地址，配置，获取设备描述符、获取配置描述符、获取字符串描述符和配置设备这么几个过程。
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各过程的状态如下表：
USB设备的枚举过程

USB设备的枚举过程

USB主机检测到USB设备插入后，就要对设备进行枚举了。
枚举的作用就是从设备是那个读取一些信息，知道设备是什么样的设备，然后通信，这样主机就可以根据这些信息安装合适的驱动程序。
USB设备的枚举过程如下：

USB设备插入USB接口后，主机检测D+/D-线上的电压，确认有设备连接，USB集线器通过中断IN通道，向主机报告有USB设备连接。主机接到通知后，通过集线器设备类请求GetPortStatus获取更多的信息。然后主机等待100ms等待设备稳定，然后发送集线器设备类请求SetPortStatus,对USB设备进行复位，复位后USB设备的地址为0，这样主机就可以使用地址0与USB设备进行通信,复位后的设备可以从USB总线上获取小于100mA的电流，用于使用默认地址对管道0控制事务响应。主机向地址为0（即刚插入的USB设备）的设备端点0（默认端点）发送获取设备描述符的标准请求GetDescriptor。USB设备收到请求后，将其预设的设备描述符返回给主机。主机收到设备描述符后，返回一个0长度的数据确认包。主机对设备再次复位，复位后主机对地址为0的设备端点0发送一个设置地址SetAddress请求（新的设备地址在数据包中）。主机发送请求状态返回，设备返回0长度的状态数据包。主机收到状态数据包后，发送应答包ACK给设备，设备收到ACK后，启用新的设备地址。主机再次使新的地址获取设备描述符GetDescriptor，设备返回地址描述符。主机获取第一次配置描述符有前18个字节，设备返回配置描述符的前18个字节，其数据包中含有配置描述符的总长度。主机根据配置描述符的总长度再次获取配置描述符，设备返回全总的配置描述符。如果还有字符串描述符，系统还会获取字符串描述符。像HID设备还有报告描述符，它也需要单独获取。

USB 枚举

复位后主机为什么需要再次获取设备描述符呢？

这是因为有些USB设备的端点0的最大包长度为8字节（USB规定端点0的最大包长至少有8字节长），而设备描述符有18个字节，所以第一次获取设备描述时如果要想获取全部的描述符需要多次获取，而实际上系统只是取前8字节的设备描述符，后续的数据是不再获取的，这样有可能获取的描述符是不完全的，而复位后是要获取设备描述符的全部18字节。

为什么USB规定端点0的最大包长至少有8字节长？

这是因为端点0最大包包长度刚好在设备描述符的第8字节处。

USB设备的断开

USB设备从USB总线断开时，包括以下几个步骤：

USB设备从集线器下行端口断开时，集线器禁止该端口，并通过中断IN通道向USB主机报告其端口变化。主机收到端口变化后发送GetPortStatus获取详细信息，并做处理断开操作。系统调用USB驱动程序的断开回调函数，释放该设备占用的所有系统资源。

如果断开的是一个USB集线器，USB主机会对该集线器和其所连接的所有设备进行断开操作。

USB总线枚举

PC主机一般有一个根集线器，在主机启动时由根集线器所在的总线负责进行枚举根集线器。在我们的PC中，USB根控制器通常是一个PCI/E设备，所以由PCI/E总线枚举并发现的,并将USB根控制器的地址空间永久地映射在内存中（可通过设备管理器看到）。

USB根控制器一般包括根集线器功能和根控制器功能。
PC主机通过与USB根集线器对话，然后由根集线器报告连接在其集线器上的其它USB设备或集线器，其它集线器负责报告连接到其它集线器上的集线器和USB设备，直到发现所有的USB设备。
一个根集线器在windows中就是一个单独的USB总线，如果系统中有多个根集线器，就会有多个USB总线。