U盘基本工作原理

U盘基本工作原理

一、 U盘基本工作原理

通用串行总线（Universal serial Bus）是一种快速灵活的接口，
当一个USB设备插入主机时，由于USB设备硬件本身的原因，它会使USB总线的数据信号线的电平发生变化，而主机会经常扫描USB总线。当发现电平有变化时，它即知道有设备插入。
当USB设备刚插入主机时，USB设备它本身会初始化，并认为地址是0。也就是没有分配地址，这有点象刚进校的大学生没有学号一样。
正如有一个陌生人闯入时我们会问“你是什么人”一样，当一个USB设备插入主机时，，它也会问：“你是什么设备”。并接着会问，你使用什么通信协议等等。当这一些信息都被主机知道后，主机与USB设备之间就可以根据它们之间的约定进行通信。
USB的这些信息是通过描述符实现的，USB描述符主要包括：设备描述符，配置描述符，
接口描述符，端点描述符等。当一个U盘括入主机时，你立即会发现你的资源管理器里多了一个可移动磁盘，在Win2000下你还可以进一步从主机上知道它是爱国者或是朗科的。这里就有两个问题，首先主机为什么知道插入的是移动磁盘，而不是键盘或打印机等等呢？另外在Win2000下为什么还知道是哪个公司生产的呢？其实这很简单，当USB设备插入主机时，主机首先就会要求对方把它的设备描述符传回来，这些设备描述符中就包含了设备类型及制造商信息。又如传输所采用的协议是由接口描述符确定，而传输的方式则包含在端点描述符中。
USB设备分很多类:显示类,通信设备类,音频设备类,人机接口类,海量存储类.特定类的设备又可分为若干子类,每一个设备可以有一个或多个配置，配置用于定义设备的功能。配置是接口的集合，接口是指设备中哪些硬件与USB交换信息。每个与USB交换信息的硬件是一个端点。因些，接口是端点的集合。
U盘应属于海量存储类。
USB海量存储设备又包括通用海量存储子类,CDROM,Tape等，U盘实际上属于海量存储类中通用海量存储子类。通用海量存储设备实现上是基于块/扇区存储的设备。
USB组织定义了海量存储设备类的规范，这个类规范包括4个独立的子类规范。主要是指USB总线上的传输方法与存储介质的操作命令。
海量存储设备只支持一个接口,即数据接口,此接口有三个端点Bulk input ,Bulk output,中断端点
这种设备的接口采用SCSI-2的直接存取设备协议,USB设备上的介质使用与SCSI-2以相同的逻辑块方式寻址
             
二、 Bulk-Only传输协议
 当一个U盘插入主机以后，主机会要求USB设备传回它们的描述符，当主机得到这些描述符后，即完成了设备的配置。识别出USB设备是一个支持Bulk-Only传输协议的海量存储设备。这时应可进行Bulk-Only传输方式。在此方式下USB与设备之间的数据传输都是通过Bulk-In和Bulk-Out来实现的。
在这种传输方式下，有三种类型数据在USB和设备传送，它们是命令块包（CBW），命令执行状态包（CSW）和普通数据包。CBW是主机发往设备的命令。格式如下：
其中dCBWSignature的值为43425355h,表示当前发送的是一个CBW。
DCBWDataTransferLength：表示这次CBW要传送数据长度。
BmCBWFlags：表示本次CBW是读数据还是写数所
BBWCBLength：表示命令的长度。
CBWCB：表示本次命令内容。也即是SCSI命令。
当设备从主机收到CBW块以后，它会把SCSI命令从CBW中分离出来，然后根据要求执行，执行的结果又以CSW的形式发给主机。
CSW的格式如下：
其中dCSWSignature的值为53425355h,表示当前发送的是一个CSW。
DCSWTag：必须和CBW中dCBWTag一样。
DCSWDataResidue：还要传送的数据。
BCSWStatue：命令执行状态，命令正确执行时，为0。

三、 SCSI命令集
 
在Bulk-Only的命令块包(CBW)中,有一段CBECB内容,它就是SCSI命令块描述符。其内容如下:
Operation Code:是SCSI命令操作代码。
Logical Block Address:逻辑块地址，对U盘而言应是扇区。前面已经讲过：通用海量存储设备是一个基于块/扇区存储的设备，因此在SCSI中要提供这个参数是很显然的。
transfer length:为要传送的扇区数
SCSI中直接存取类型的存储介质的传输命令有很多，如：
INQUIRY：其操作码为12H
Test Unit Ready:其操作码为00H
Format Unit:其操作码为04H
.......
这里以INQUIRY命令为例：
INQUIRY命令描述符如下：
INQUIRY的结果是