USB硬件协议分析仪之一:力科-独孤求败之独孤九剑

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前言

软件抓包是基于硬件的基本通路和底层驱动是正常的情况才能进行，重点关注应用层协议和数据。而作为USB开发者，很多时候是要跟硬件和驱动打交到的，此时链路和驱动可能都是在开发阶段，这时就需要硬件的USB分析仪去进行抓包分析了。硬件的USB分析仪可以提供更底层的事件的记录和分析，甚至信号级别的。 所以硬件的USB分析仪才是至上武器。在USB协议分析仪江湖中，几乎没有低价的产品，因为其存在一定的技术门槛，不管是软件还是硬件，国产的也不多，有能用的但是稳定和软件的功能上还是有欠缺。USB分析仪江湖中有一位绝世高手，其就是最强的存在 - 就是力科的USB分析仪。

力科USB协议分析仪

力科的USB协议分析仪可以说是事实上的工业标准,其设备都是测试和验证级别的。很多技术文章中的USB抓包截图几乎都是力科的设备的,一句话好用是好用贵确实是贵。

可以从其官网看到相关的产品系列:

https://teledynelecroy.com/protocolanalyzer/usb/

有以下几个系列,

Voyager M4x

Voyager M310e

Voyager M310P

Voyager M3x

Advisor T3

Mercury T2C / T2P

Mercury T2

不同系列针对不同的档次,最高支持USB 3.2, USB4™ 和 Thunderbolt™ 3接口,最便宜的Mercury T2系列也超过1000美金了。对于个人使用来说确实太贵了性价比不高，所以一般只有比较大的企业才会购买力科的USB分析仪，也只能蹭蹭公司的设备了。

力科USB分析仪一方面是其优秀的硬件性能，更重要的是其强大的分析软件，可以说只要是出现USB抓包的截图大部分是力科的软件的截图,彩色的GUI很是抓人眼球。

刚好公司购买了Advisor T3和Mercury T2C两个产品,手里正好在用Mercury T2C所以就分享下Mercury T2C的使用。

Mercury T2C介绍

该系列有几个型号,我手里的是Mercury T2C Advanced USB2.0,接近2000美金的价格了。

https://teledynelecroy.com/protocolanalyzer/usb/mercury-t2c-t2p可以查看相关的产品信息。下载相关的手册。

其分析软件使用的是Mercury T2/T2C/T2P USB Protocol Suite

https://teledynelecroy.com/protocolanalyzer/usb/mercury-t2c-t2p/resources/analysis-software

官网显示的是需要注册才能下载，但是个人尝试没能注册成功，所以使用的是代理给的安装包。

Teledyne LeCroy Mercury T2C和T2P为业界最小、最实惠的基于硬件的USB 2.0协议分析仪增加了USB Type-C和Power Delivery 3.0支持（仅限SPR电压）。Mercury结合了事实上的标准CATC Trace™ 显示器、USB类解码和Power Delivery 3.0支持。

查看并理解USB协议

采用业界领先的CATC Trace™ 专家分析软件，Mercury系统提供了一个易于使用的显示器，除了USB 2.0协议流量外，它还可以对Power Delivery 3.0协议进行图形解码。使用标准版或高级版，可以扩展所有协议层，以显示底层事务和数据包。工具提示有助于解释协议事件，使非专家更容易识别错误

实时触发

使用实时触发隔离特定协议事件对于捕获间歇性问题至关重要。Mercury系统为PID类型、数据模式、标准请求、错误和总线事件提供了复杂的拖放选择触发。Mercury具有高达512 MB的板载内存，并支持假脱机到磁盘捕获以进行扩展录制。

USB电源传输支持

Mercury系统支持USB Type-C和BMC电源传输3.0，可捕获和解码所有电源传输数据包。通过CC线查看所有PD协商，包括VDM、角色交换和进入/退出备用模式。Mercury T2P提供了所有PD支持以及用于vBUS和vCONN分析的Power Tracker和512MB记录内存。

快速发现问题

Mercury系统提供了许多机制来测量和报告USB流量。总线使用率显示按设备显示数据、数据包长度和总线使用情况。使用“流量摘要”窗口，用户可以一目了然地评估统计报告，也可以导航到各个字段。实时统计数据显示按端点划分的吞吐量

CATC Trace（CATC跟踪）显示使用可折叠的标头对作为单个传输一部分的所有数据包进行分组

关键特征

• 支持USB Power Delivery 2.0和3.0:捕获所有CC和PD事件，并将其显示在易于理解的CATC跟踪视图中
• 支持USB 2.0:能够在A、B和C型设备上捕获所有USB 2.0速度（LS、FS、HS）
• 便携式和经济实惠的紧凑型总线供电系统重量不到8盎司。
• 256/512 MB记录内存:使用假脱机到磁盘记录延长捕获时间（T2P为512 MB）
• 高阻抗探头:非侵入式探头可保留真实世界的信号和定时条件
• 高级触发:隔离重要流量、特定错误或模式
• 扩展解码:大容量存储、蓝牙HCI、集线器、PTP/静态图像、打印机、人机接口设备（HID）、音频、视频、通信等
• 硬件筛选:自动排除非必要流量
• 事件报告:快速识别和跟踪错误率、异常总线活动或计时条件
• 功率跟踪器™:VBUS、VCONN和CC功率分析（仅限T2P）
• SBU捕获选项:Mercury T2P可以解码Thunderbolt-3™ （LSTX）和显示端口™ （AUX）的SBU反向信道消息

软件安装

双击安装包usbprotocolsuite8.50b3675ev.exe

双击桌面图标”UsbSuite.exe - 快捷方式”打开软件

help菜单下可以看到相应的文档

比如参考手册足足有差不多800页

接线

正面1口接USB设备

正面2口接USB主机

背面USB口接监控主机。

抓包

菜单栏Setup->Recording Options

点击record开始抓包

缓冲区满或者手动停止抓包

如下是抓包的内容

可以事务级别查看

如下是获取设备描述符的过程

CATC界面显示的信息非常丰富，更详细的操作可以参考用户手册。

可以File->Save as保存文件，后面可以再打开进行查看分析。

总结

力科的USB分析仪可以说是最顶级的存在了,其设备都是测试和验证级别的。其硬件的精度和稳定性，其软件功能的强大，都可以说是孤独求败。CATC界面显示信息的丰富，是事实的工业标准。很多USB分析仪都是模仿其界面显示。

可以说是纵横USB分析仪江湖，当世无敌，但凡是得到他武学真传熟悉使用其功能者，几乎都成为了USB江湖上最顶尖的高手。