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(dāng)一個USB設(shè)備插入主機(jī)時，由于USB設(shè)備硬件本身的原因，它會使USB總線的數(shù)據(jù)信號線的電平發(fā)生變化，而主機(jī)會經(jīng)常掃描USB總線。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電平有變化時，它即知道有設(shè)備插入。
當(dāng)USB設(shè)備剛插入主機(jī)時，USB設(shè)備它本身會初始化，并認(rèn)為地址是0。也就是沒有分配地址，這有點象剛進(jìn)校的大學(xué)生沒有學(xué)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(dāng)一個USB設(shè)備插入主機(jī)時，，它也會問：“你是什么設(shè)備”。并接著會問，你使用什么通信協(xié)議等等。當(dāng)這一些信息都被主機(jī)知道后，主機(jī)與USB設(shè)備之間就可以根據(jù)它們之間的約定進(jìn)行通信。
USB的這些信息是通過描述符實現(xiàn)的，USB描述符主要包括：設(shè)備描述符，配置描述符，
接口描述符，端點描述符等。當(dāng)一個U盤括入主機(jī)時，你立即會發(fā)現(xiàn)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(jìn)一步從主機(jī)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(jī)為什么知道插入的是移動磁盤，而不是鍵盤或打印機(jī)等等呢？另外在Win2000下為什么還知道是哪個公司生產(chǎn)的呢？其實這很簡單，當(dāng)USB設(shè)備插入主機(jī)時，主機(jī)首先就會要求對方把它的設(shè)備描述符傳回來，這些設(shè)備描述符中就包含了設(shè)備類型及制造商信息。又如傳輸所采用的協(xié)議是由接口描述符確定，而傳輸?shù)姆绞絼t包含在端點描述符中。
USB設(shè)備分很多類:顯示類,通信設(shè)備類,音頻設(shè)備類,人機(jī)接口類,海量存儲類.特定類的設(shè)備又可分為若干子類,每一個設(shè)備可以有一個或多個配置，配置用于定義設(shè)備的功能。配置是接口的集合，接口是指設(shè)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(yīng)屬于海量存儲類。
USB海量存儲設(shè)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(shè)備實現(xiàn)上是基于塊/扇區(qū)存儲的設(shè)備。
USB組織定義了海量存儲設(shè)備類的規(guī)范，這個類規(guī)范包括4個獨立的子類規(guī)范。主要是指USB總線上的傳輸方法與存儲介質(zhì)的操作命令。
海量存儲設(shè)備只支持一個接口,即數(shù)據(jù)接口,此接口有三個端點Bulk input ,Bulk output,中斷端點
這種設(shè)備的接口采用SCSI-2的直接存取設(shè)備協(xié)議,USB設(shè)備上的介質(zhì)使用與SCSI-2以相同的邏輯塊方式尋址
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二、 Bulk-Only傳輸協(xié)議
?當(dāng)一個U盤插入主機(jī)以后，主機(jī)會要求USB設(shè)備傳回它們的描述符，當(dāng)主機(jī)得到這些描述符后，即完成了設(shè)備的配置。識別出USB設(shè)備是一個支持Bulk-Only傳輸協(xié)議的海量存儲設(shè)備。這時應(yīng)可進(jìn)行Bulk-Only傳輸方式。在此方式下USB與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸都是通過Bulk-In和Bulk-Out來實現(xiàn)的。
在這種傳輸方式下，有三種類型數(shù)據(jù)在USB和設(shè)備傳送，它們是命令塊包（CBW），命令執(zhí)行狀態(tài)包（CSW）和普通數(shù)據(jù)包。CBW是主機(jī)發(fā)往設(shè)備的命令。格式如下：
其中dCBWSignature的值為43425355h,表示當(dāng)前發(fā)送的是一個CBW。
DCBWDataTransferLength：表示這次CBW要傳送數(shù)據(jù)長度。
BmCBWFlags：表示本次CBW是讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)所
BBWCBLength：表示命令的長度。
CBWCB：表示本次命令內(nèi)容。也即是SCSI命令。
當(dāng)設(shè)備從主機(jī)收到CBW塊以后，它會把SCSI命令從CBW中分離出來，然后根據(jù)要求執(zhí)行，執(zhí)行的結(jié)果又以CSW的形式發(fā)給主機(jī)。
CSW的格式如下：
其中dCSWSignature的值為53425355h,表示當(dāng)前發(fā)送的是一個CSW。
DCSWTag：必須和CBW中dCBWTag一樣。
DCSWDataResidue：還要傳送的數(shù)據(jù)。
BCSWStatue：命令執(zhí)行狀態(tài)，命令正確執(zhí)行時，為0。

三、 SCSI命令集
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在Bulk-Only的命令塊包(CBW)中,有一段CBECB內(nèi)容,它就是SCSI命令塊描述符。其內(nèi)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(yīng)是扇區(qū)。前面已經(jīng)講過：通用海量存儲設(shè)備是一個基于塊/扇區(qū)存儲的設(shè)備，因此在SCSI中要提供這個參數(shù)是很顯然的。
transfer length:為要傳送的扇區(qū)數(shù)
SCSI中直接存取類型的存儲介質(zhì)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(jié)果是