USB之（四）HID设备类协议

     USB HID类设备属于人机交互操作的设备，是一个比较大的类，用于控制计算机操作的某些方面，如USB鼠标、USB键盘、USB游戏操作杆、USB触摸板、USB轨迹球、电话拨号设备、VCR遥控等等设备。另外，使用HID设备的一个好处就是操作系统自带了HID类的驱动程序，用户无需开发很麻烦的驱动程序，只有直接使用API调用即可完成通信，所有很多简单的USB设备喜欢枚举成HID设备，这样就可以不用安装驱动而直接使用。

1、HID设备描述符

     当插入USB设备后，主机会向设备请求各种描述符来识别设备。为了把一个设备识别为HID类，设备在定义描述符的时候必须遵守HID规范。HID设备的描述符除了5个USB的标准描述符（设备描述符、配置描述符、接口描述符、端点描述符、字符串描述符）外，还包括3个HID设备类特定描述符：HID描述符、报告描述符、物理描述符。HID描述符是关联于接口（而不是端点）的，所以设备不需要为每个端点都提供一个HID描述符。设备和主机的通信是通过报告的形式来实现的。而物理描述符不是必需的。

     5个标准描述符中与HID设备有关的部分有：

     设备描述符中bDeviceClass、bDeviceSubClass和bDeviceProtocol三个字段的值必须为0。

     接口描述符中bInterfaceClass的值必须为0x03，bInterfaceSubClass的值为0或1，为1表示HID设备是一个启动设备（Boot Device，一般对PC机而言才有意义，意思是BIOS启动时能识别并使用您的HID设备，且只有标准鼠标或键盘类设备才能成为Boot Device。如果为0则只有在操作系统启动后才能识别并使用您的HID设备）。

HID接口描述符中bInterfaceProtocol的含义
bInterfaceProtocol的取值	含义
0	NONE
1	键盘
2	鼠标
3~255	保留

 

1.1 HID描述符

     HID描述符关联于接口描述符，因而如果一个设备只有一个接口描述符，则无论它有几个端点描述符，HID设备只有一个HID描述符。HID设备描述符主要描述HID规范的版本号、HID设备所用的额外描述符、报告描述符的长度等。

USB HID类描述符的结构
偏移量	域	大小	描述
0	bLength	1	描述符的字节数
1	bDescriptorType	1	描述符类型，HID类描述符为0x21
2	bcdHID	2	HID版本号，如1.0版本的BCD码为0x000，版本1.1的BCD码为0x0110
4	bCountryCode	1	硬件目的国家的识别码（BCD码）
5	bNumDescrioptors	1	支持的附属描述符数目
6	bDescrioptorType	1	HID相关描述符的类型 0x21：HID描述符 0x22：报告描述符 0x23：物理描述符
7	wDescriptorLength	2	报告描述符总长度
9	bDescriptorType	1	用于识别描述符类型的常量，使用一个以上描述符的设备
10	wDescrioptorLength	2	描述符总长度，使用一个以上描述符的设备

1.2 报告描述符

     HID设备的报告描述符比较复杂也比较难理解。它以item形式排列组合而成，无固定长度，用户可以自定义长度以及每一bit的含义。HID报告描述符已经不是简简单单地描述某个值对应某个固定意义了，它已经能够组合出很多种情况，并且需要PC上的HID驱动程序提供parser解释器来对描述的设备情形进行重新解释，进而组合生成出本HID硬件设备独特的数据流格式，所以可以把它理解为“报告描述符脚本语言”更为贴切。我们使用“报告描述符”专用脚本语言，让用户来自己定义他们的HID设备都有什么数据以及这些数据各bit都有什么意义。USB协会提供了一个HID描述符编辑工具HIDDescrioptor Tool，用它可以方便生成报告描述符。

     item类型分为三种：main, global和local。其中main类型又可以分为5种tag：

• input item tag：指的是从设备的一个或多个类似控制管道得到的数据
• output item tag：指的是发送给一个或多个类似控制管道的数据
• feature item tag：表示设备的输入输出不面向最终用户
• collection item tag：一个有意义的input, output和feature的组合项目
• end collection item tag