描述符（descriptor）是一個數據結構，使主機了解設備的格式化信息。每一個描述符可能包含整個設備的信息，或是設備中的一個組件。所有的USB外圍設備，都必須對標準的USB描述符作出響應。

    在檢測設備的期間，主機使用控制傳輸來要求設備傳回描述符。表1列出了描述符的類型。在檢測設備的過程中，要求的描述符首先是整個設備，然后是每一個設置配置，每一個設置配置的接口，最后是每一個接口的斷點。

表1 標準描述符類型

 

描述符類型	說明	是否需要
Device	設備	是
Device_qualifier		只有同時支持全速與高速的設備才需要，其它設備不允許
Configuration	配置	是
Other_speed_configuration		只有同時支持全速與高速的設備才需要，其它設備不允許
Interface	接口	是
Endpoint	端點	否，如果設備只使用端點0
String	字符串	否，選擇性的描述文字
Interface_power		否。支持接口層級的電源管理

 

    每一個設備只能有一個設備描述符，設備描述符包含整個設備的信息，以及設備支持的配置號碼。

    每一個設備會有一個或多個配置描述符，來包含設備的電源管理使用，以及設置配置所支持的接口號碼。每個接口描述符有0個或多個端點描述符，來包含與端點通信所需的信息。沒有端點描述符的接口，仍然可以使用通信用的控制端點。

    當設備接收到一個配置描述符的要求，應該傳回該配置描述符以及所有該配置的接口、端點以及其他附屬描述符，來達到所要求的字節數目。

    同時支持全速與高速的設備，還支持兩個額外的描述符：device_qualifier與other_speed_configuration，這兩個額外的描述符與其他附屬描述符，包含了使用非目前選擇的速度時的設備行為。字符串描述符用來儲存廠商或設備名稱等文字，其他描述符可以儲存這些字符串描述符的索引值。之極可以使用get_descriptor要求，來讀取這些字符串描述符。

    USB2.0規范新增了一個interface_power描述符，該功能使得除了設備層級外，接口層級也能夠啟用電源管理。每一個描述符都包含有一個數值，來描述其描述符的類型。表2列出了USB和HID規范所定義的數值。此數值的位7永遠是0，位6和位5用來識別描述符的類型（00h是標準，01h是類別，02h是廠商，03h是保留），位4到位0則用來識別描述符。

表2 描述符的數值

 

類型	數值（十六進制）	描述符
標準 （standard）	01	device
	02	configuration
	03	String
	04	Interface
	05	Endpoint
	06	Device_qualifier
	07	Other_speed_configuration
	08	Interface_power
類別 （class）	21	HID
	29	Hub
HID類別特定	22	Report
	23	physical

 

每一個描述符包含有數個字段，大部分的字段使用前置名稱（prefix），來指出該字段的格式與內容。例如：

b表示該字段為一個字節的長度；

w表示兩個字節的長度；

bm表示位映射，即字節中的每一位都對應不同的含義；

bcd表示BCD碼；

i表示索引或是指針（index）；

id表示標志符（identifier）。

 

n        設備描述符

    設備描述符是在設備連接時，主機第一個讀取的描述符，包含了主機需要從設備讀取的基本信息。設備描述符有14個字段，如表3所示。依照功能來分，設備描述符的字段包含了描述符本身、設備、配置以及類別4大類。

表3 設備描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	數字	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數Device（01h）
2	bcdUSB	2	BCD	USB規范版本號碼
4	bDeviceClass	1	類別	類別碼
5	bDeviceSubclass	1	子類別	子類別碼
6	bDeviceProtocol	1	協議	協議碼
7	bMaxPacketSize(0)	1	數字	端點0的最大信息包大小
8	idVendor	2	ID	廠商ID
10	idProduct	2	ID	產品ID
12	bcdDevice	2	BCD	設備版本號碼
14	iManufacturer	1	索引值	制造者的字符串描述符的索引值
15	iProduct	1	索引值	產品的字符串描述符的索引值
16	iSerialNumber	1	索引值	序號的字符串描述符的索引值
17	bNumConfigurations	1	數字	可能配置的數目

 

 

n        Device_qualifier描述符

    同時支持全速與高速的設備，必須有一個device_qualifier描述符。當設備轉換速度的時候，設備描述符中的某些字段可能改變。Device_qualifier描述符儲存當前不適用的速度的字段數值。設備描述符與device_qualifier描述符中的字段數值，視所選擇的速度來做交替。

表4 device_qualifier描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	數字	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數Device_qualifier（06h）
2	bcdUSB	2	BCD	USB規范版本號碼
4	bDeviceClass	1	類別	類別碼
5	bDeviceSubclass	1	子類別	子類別碼
6	bDeviceProtocol	1	協議	協議碼
7	bMaxPacketSize(0)	1	數字	端點0的最大信息包大小
8	bNumConfigurations	1	數字	可能配置的數目
9	Reserved	1	0	保留

 

n        配置描述符

    在讀取設備描述符后，主機可以讀取該設備的配置、接口以及端點描述符。每一個設備都至少有一個配置描述符，用來描述該設備的特性與能力。通常一個設置配置就已經足夠，不過多用途或模式的設備可以支持多個設置配置，在同一時間只能有一個作用。

    每一個設置配置都需要一個描述符，此描述符包含設備中的電源使用以及支持的接口數目。每一個配置描述符都有附屬的描述符，包含一個或多個接口描述符，以及選擇性的端點描述符。

配置描述符有8個字段，如表5所示，在許多設置配置中，有些字段并不使用。

表5 配置描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	數字	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數configuration（02h）
2	wTotalLength	2	數字	此配置傳回的所有數據大小（字節）
4	bNumInterfaces	1	數字	此配置支持的接口數目
5	bConfigurationValue	1	數字	Set_configuration與get_configuration要求的標識符
6	iConfigurtion	1	索引值	此配置的字符串描述符的索引值
7	bmAuributes	1	位圖	自身電源/總線電源以及遠程喚醒設置
8	MaxPower	1	mA	需要總線電源，標識法為（最大mA/2）

 

2       bNumInterfaces：此配置支持的接口數目，最小值是1；

2       bmAuributes：如果設備是自身電源，位6 = 1；位6 = 0 表示此配置是總線供電。如果設備支持遠程喚醒（remote wakeup）特性，位5 = 1。如果總線無作用超過3ms，USB必須進入掛起（suspend）狀態，如果在掛起狀態的設備被主機要求，支持遠程喚醒特性（并且啟用）的設備可以要求主機重新通信。

2       MaxPower：指定設備所需的總線電流，以mA為單位。此字段等于所需電流的一半，例如設備需要200mA，則MaxPower取100mA。最大的允許電流500mA，如果主機發現所要求的電流無法得到，則會拒絕設置設備的配置。

n        Other_speed_configuration描述符

同時支持全速與高速的設備，必須有一個Other_speed_configuration描述符。此描述符的結構與配置描述符相同，唯一的差別是other_speed_configuration描述符描述的是當設備是在非作用中速度時的配置，Other_speed_configuration描述符與設備配置描述符相同。

表6 other_speed_configuration描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	數字	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數other_speed_configuration（07h）
2	wTotalLength	2	數字	此配置傳回的所有數據大小（字節）
4	bNumInterfaces	1	數字	此配置支持的接口數目
5	bConfigurationValue	1	數字	Set_configuration與get_configuration要求的標識符
6	iConfigurtion	1	索引值	此配置的字符串描述符的索引值
7	bmAuributes	1	位圖	自身電源/總線電源以及遠程喚醒設置
8	MaxPower	1	mA	需要總線電源，標識法為（最大mA/2）

 

n        接口描述符

    接口表示被設備的特性或功能所使用的端點、配置的接口描述符，包含該接口所支持的端點信息。

每一個設置配置必須支持一個接口，對許多設備來說，一個接口就已經足夠，不過一個設置配置，可以同時又多個作用中的接口。每一個接口有它自己的接口描述符，此接口所支持的所有端點又各有一個附屬描述符。

如果一個設備擁有同時多個作用中接口的設置配置，它就是一個復合設備，主機會為每一個接口，加載一個驅動程序。

    一個設置配置可以支持多個互不相關的接口，改變接口比改變設置配置容易。主機使用set_interface來要求一個接口，并且以get_interface要求來讀取目前接口的號碼。每一個接口都有它自己的接口描述符與附屬描述符。

表7 接口描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	數字	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數interface（04h）
2	bInterfaceNumber	1	數字	識別此接口的數字
3	bAlternateSetting	1	數字	用來選擇一個替代設置的數值
4	bNumEndpoints	1	數字	除了端點0外，支持的端點數量
5	bInterfaceClass	1	類別	類別碼
6	bInterfaceSubclass	1	子類別	子類別碼
7	bInterfaceProtocol	1	協議	協議碼
8	iInterface	1	索引值	此接口的字符串描述符的索引值

 

n        端點描述符

    每一個指定在接口描述符內的端點，都有一個端點描述符。斷掉0沒有端點描述符，因為每一個端點都必須支持斷點0。設備描述符包含最大信息包大小的信息，而端點描述符則是定義端點的其他信息。

表8 端點描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	數字	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數endpoint（05h）
2	bEndpointAddress	1	端點	端點數目與方向
3	bmAttributes	1	數字	支持的傳輸類型
4	wMaxPacketSize	2	數字	支持的最大信息包大小
6	bInterval	1	數字	最大延遲/輪詢時距/NAK速率

 

2       bEndpointeAddress：包含端點的數目與方向，位0-3是端點的數目，低速設備最多可以有3個端點（編號0-2），全速與高速設備可以有16個端點9編號0-15）。位7是端點方向，0表示out，1表示in，Ignored表示雙向（控制傳輸）。位4 – 6不使用，必須是0。

2       bmAttributes：位1和0指定端點支持的傳輸類型：00表示控制傳輸，01表示實時傳輸，10表示批量傳輸，11表示中斷傳輸。如果是端點0，默認是控制傳輸。USB2.0使用位2-5作為全速與高速的實時端點。位3和位2指定一個同步類型：00是沒有同步（no synchronization），01是異步（asynchronous），10是adaptive，11是同步的。位5和位4指定使用類型：00是數據端點（data endpoint），01是反饋端點（feedback endpoint），10是隱含反饋數據端點（implicit feedback data endpoint），11保留。如果是非實時端點，位2-位5必須是0。所有的位6與位7必須是0。

n        字符串描述符

字符串描述符包含描述的文字，USB規范定義了制造者、產品、序號、配置以及接口的字符串描述符，字符串描述符是選擇性的，設備可以支持額外的字符串描述符。

表9 字符串描述符

 

位移 十進制	字段	大小 （字節）	數值	說明
0	bLength	1	N+2	描述符大小（字節）
1	bDescriptorType	1	常數	常數STRING(03h)
2	bString	不定	數字	如果是字符串描述符0，此字段是一個1個或更多語言標識符碼的數組。如果是其他的字符串描述符，此字段是一個Unicode字符串