(转)HID+CDC复合设备在WIN10的识别问题

1 问题现象

有客户使用STM32F405并参照ST官方USB标准库下的HID+CDC的示例代码做产品,发现在WIN7上使用得好好的,可放到WIN10上,CDC第一次能够识别,再次拔插后就不能再识别,且此后无论插拔多少次都无法再识别,除非再次上电,又会重复上述现象,只有板子上电后第一次才能正确被识别,后续均不行。

2 问题分析

客户使用 ST官方示例代码

STM32_USB-Host-Device_Lib_V2.2.0\Project\USB_Device_Examples\Composite_Examples\CDC_HID_Composite

(下载页面:

http://www.stmicroelectronics.com.cn/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32-standard-peripheral-library-expansion/stsw-stm32046.html)

当我尝试使用此示例代码重现客户所遇到的问题时,发现此代码在WIN7运行OK,但与客户不同的是,我测试到的情况是在WIN10下CDC一次都无法识别,HID却一直可以识别。


下面来分析下问题,既然WIN7下HID和CDC都能正常识别,放在WIN10上才不正常,那么初步可以判断,此问题可能与WIN10操作系统的USB主机驱动实现有关。

通过USB分析仪分析客户代码在WIN10下USB枚举异常的数据通讯:

捕获.PNG

Figure 1 第一次USB枚举过程


上图是客户代码第一次正常枚举的通讯数据,从图中可以看出,WIN10 USB主机在正常获取HID报告描述符后,紧接着会获取虚拟串口状态和设置波特率,这样就正常枚举结束了。我们再来看看采集到的异常USB枚举过程:

捕获2.PNG

Figure 2 异常枚举过程


上图是WIN10下异常枚举过程。从图中可以看出,WIN10系统上USB主机在获取到设备描述符和配置描述符后直接将设备挂起了。很明显,WIN10系统的USB主机驱动实现对设备描述符或者配置描述符的内容并不认可,才会导致无法识别HID+CDC复合设备。

我们不妨检查下客户代码中的设备描述符:

捕获3.PNG

Figure 3 获取的设备描述符


复合设备的class,subclass,protocol

必须为0xef,0x02,0x01,这里

VID=0x0483,PID=0x3256(Cube库下为0x5740,但这个不重要),接下来看配置描述符:

4.jpg

Figure 4 win10不能识别的配置描述符


由此可见,客户的描述符是HID interface + IAD + CDC interfaces结构。对于WIN7,这种结构可以识别,但对于WIN10,这种结构WIN10未必能够兼容,我们尝试在HID interface外部加上一层IAD结构,使其成为IAD1 + HID interface + IAD2 + CDC interfaces结构,此时客户的问题得以解决,在WIN10也可以正确识别了,修改后的描述符结构如下:

5.jpg

Figure 5 win10能够正确识别的配置描述符


结束本篇实战经验之前,让我们再次回顾IAD的概念:

IAD(Interface Association Descriptor),为USB设备定义了一个标准来表述捆绑在一个逻辑功能(比如这里的CDC虚拟串口)上的多个接口的聚合的方法。USB协会分配了一个设备级别的类编码(即图3中0xEF),使用IAD的设备必须使用它(如图3的设备描述符);这样可以很容易在设备枚举时就能识别出采用了IAD的设备。IAD描述符通常放在它所要捆绑的多个接口的接口描述符之前


3 结论

在WIN10系统中,建议复合设备每个逻辑功能的接口描述符前都搭载一个IAD描述符,不论这个逻辑功能是单个接口描述符完成(比如这里的HID功能)还是要由多个接口描述符完成(比如这里的CDC功能)。


本文转自:https://mp.weixin.qq.com/s/9ot9AVTN4zSMAyudVDeMzA

感谢【STM32单片机】分享的经验。

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