USB栈技能

概述

本技能为嵌入式系统提供USB设备与主机栈实现专业知识，涵盖描述符生成、设备类实现和协议调试。

能力

USB描述符生成

设备描述符配置
配置描述符
接口描述符
端点描述符
字符串描述符
BOS描述符（USB 3.x）

设备类实现

CDC（通信设备类）
HID（人机接口设备）
MSC（大容量存储类）
DFU（设备固件升级）
音频类
视频类
自定义类实现

USB栈配置

TinyUSB配置
STM32 USB栈设置
NXP USB栈集成
Zephyr USB子系统
端点缓冲区管理

枚举与调试

枚举序列调试
协议分析
USB分析仪集成
描述符验证
合规性测试

高级功能

复合设备配置
USB供电
高速/全速选择
等时传输
中断传输
批量传输

DFU实现

DFU引导加载程序设计
运行时DFU模式
分离与下载
上传能力
清单阶段处理

目标流程

device-driver-development.js - USB驱动程序实现
bootloader-implementation.js - USB DFU引导加载程序
hw-sw-interface-specification.js - USB接口规范

依赖项

TinyUSB或供应商USB栈
USB协议分析仪
usb-tools（lsusb, usbmon）

使用场景

本技能在以下任务需求时调用：

USB设备实现
设备类开发
USB引导加载程序创建
协议调试
描述符优化

设备类示例

CDC虚拟COM端口

tusb_desc_interface_t cdc_interface = {
    .bLength            = sizeof(tusb_desc_interface_t),
    .bDescriptorType    = TUSB_DESC_INTERFACE,
    .bInterfaceNumber   = 0,
    .bAlternateSetting  = 0,
    .bNumEndpoints      = 2,
    .bInterfaceClass    = TUSB_CLASS_CDC,
    .bInterfaceSubClass = CDC_COMM_SUBCLASS_ACM,
    .bInterfaceProtocol = CDC_COMM_PROTOCOL_NONE,
    .iInterface         = 0
};

HID报告描述符

uint8_t const hid_report_desc[] = {
    HID_USAGE_PAGE(HID_USAGE_PAGE_DESKTOP),
    HID_USAGE(HID_USAGE_DESKTOP_MOUSE),
    HID_COLLECTION(HID_COLLECTION_APPLICATION),
        HID_USAGE(HID_USAGE_DESKTOP_POINTER),
        HID_COLLECTION(HID_COLLECTION_PHYSICAL),
            // ... 按钮和轴
        HID_COLLECTION_END,
    HID_COLLECTION_END
};

配置

usb:
  vid: 0x1234
  pid: 0x5678
  device_class: cdc | hid | msc | dfu | composite
  speed: full | high
  endpoints:
    - ep1_in: bulk, 64
    - ep1_out: bulk, 64