標準ＴＴＬだけ（！）でCPUをつくろう！（組立てキットです！）
(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第６３１回］
●ＵＳＢデバイスのセットアップ（Ｅｎｕｍｅｒａｔｉｏｎ）の仕組み（前回の続きです）
前回の訂正です。
前回はホストから送られたｒｅｓｅｔ信号に対して、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０の私のプログラムでは特にアクションはしていません、と書きましたが、その後にプログラムをあらためて見直したところ、それじゃまずいことがわかりました。
現在は、リセットを検出したら、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のプログラムも初期クリアして、ＵＳＢ受信動作のトップに戻るようにプログラムを直してあります。
ところで、前回の説明に使いました［第６２６回］のデータはＥｎｕｍｅｒａｔｉｏｎの流れを理解するにはちょっとわかりにくいところがあるかもしれません。
［第６２７回］にお見せした「自作ＵＳＢアナライザ」のデータも合わせて見ていただくとわかりやすいかもしれません。
ということで、今回は前回説明したこととダブリますが、［第６２７回］のデータを使って説明してみたいと思います。
b=0825 SOF FNO=0E8 [101001010001011100000000]
b=0873 SOF FNO=0E9 [101001011001011100011111]
b=090E SOF FNO=0EB [101001011101011100000010]
b=095C SOF FNO=0EC [101001010011011100011100]
b=098C SETUP [10110100]
b=09B2 DATA0
80 06 00 01 00 00 40 00
b=0A1A ACK
b=0A4A SOF FNO=0ED [101001011011011100000011]
b=0A77 IN ADRS=00 ENDP=00 [1001011000000000000]
b=0A9F DATA1
12 01 00 02 00 00 00 08
b=0B05 ACK
b=0B38 SOF FNO=0EE [101001010111011100000001]
b=0B76 SOF FNO=0EF [101001011111011100011110]
b=0BA3 OUT ADRS=00 ENDP=00 [1000011100000000000]
b=0BC9 DATA1
00 00 FE 80 D2 FE FF FF
b=0C2D SOF FNO=10A [101001010101000010001111]
b=0C7B SOF FNO=10B [101001011101000010010000]
b=0CC9 SOF FNO=10C [101001010011000010001110]
b=0D27 SOF FNO=10D [101001011011000010010001]
b=0D65 SOF FNO=10E [101001010111000010010011]
b=0DA3 SOF FNO=10F [101001011111000010001100]
ＵＳＢの接続動作は、パソコンのＵＳＢホストコントローラからＳＥＴＵＰパケットが送出されることによって開始されます。
ＳＥＴＵＰパケットはＰＩＤ＝１１０１、ＰＩＤ＿＝００１０です。上のデータではビットの並びの関係で左右が逆になっています。
このあたりのことについては［第５１１回］で説明をしております。
上のデータで、ＳＯＦはＳｔａｒｔ Ｏｆ Ｆｒａｍｅです。フレームの始まりを示しています。
その次のＦＮＯはフレーム№です。
上のデータでは、ＦＮＯ＝０ＥＣでＳＥＴＵＰパケットが送られています。
同じフレームで、前回も説明しました、デバイスデスクリプタの送信要求が送られています。
８０ ０６ ００ ０１ ００ ００ ４０ ００
です。
その次にある、ＡＣＫはＵＳＢ端末がホストからのデータを正しく受け取った印として、ホストに対して送られます。
このへんのやりとりはＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のＵＳＢコントローラがオートマチックにこなしてくれます。
ホストから送られたデータは、あらかじめ用意したバッファに読み込まれたあと、任意の時点でユーザープログラムによって読み出すことができます。
うーん。やっぱり前回のデータよりもこちらのデータのほうがわかりやすいですねえ。
次のＦＮＯ＝０Ｅ０はＩＮトランザクションです。
ホストがＵＳＢ端末に、データを送れ、と要求しているトランザクションです。
ＩＮというのは、ホストから見て入力になるようなデータの向きのことです。端末からは出力になります。
まだ装置のアドレスは決まっていませんから、アドレス＝０（ＡＤＲＳ＝００）で送られます。
セットアップはエンドポイント＝０（ＥＮＤＰ＝００）を使って行われます。
デバイスデスクリプタの最初の８バイトを送ります。
１２ ０１ ００ ０２ ００ ００ ００ ０８
です。
このあとホストから無意味（？）なデータが出力されるようですが、これは無視してしまって構わないようです。
b=2005 SOF FNO=152 [101001010100101010011100]
b=2053 SOF FNO=153 [101001011100101010000011]
b=20A1 SOF FNO=154 [101001010010101010011101]
b=20EF SOF FNO=155 [101001011010101010000010]
b=2121 SETUP [10110100]
b=2147 DATA0
00 05 02 00 00 00 00 00
b=21AF ACK
b=21DD SOF FNO=156 [101001010110101010000000]
b=2207 IN ADRS=00 ENDP=00 [1001011000000000000]
b=222F DATA1
00 00 3E A0 B4 FF FF FF
b=22B9 SOF FNO=158 [101001010001101010001111]
b=2317 SOF FNO=159 [101001011001101010010000]
b=2355 SOF FNO=15A [101001010101101010010010]
b=23C0 SOF FNO=15C [101001010011101010010011]
ホストからは、アドレスセットコマンドが送られます。
００ ０５ ０２ ００ ００ ００ ００ ００
です。
前回も説明しましたように、００ ０５がアドレスセットコマンドで、その次の０２がこのＵＳＢ装置（ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０）に与えられたアドレスです。
次のＩＮトランザクションでは、アドレス０２ではなくて、アドレス００のまま、空データを送ります。
ここではそのこと（空データ）はわかりませんが、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のプログラムでは、このときは「０バイトの送信」をＵＳＢコントローラに命じています。
ここまでが前回の説明でした。
b=25A2 SOF FNO=163 [101001011100011010010101]
b=25F0 SOF FNO=164 [101001010010011010001011]
b=2622 SETUP [10110100]
b=2648 DATA0
80 06 00 01 98 E1 FF FF
b=26DD SOF FNO=165 [101001011010011010010100]
b=2709 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=2731 DATA1
12 01 00 02 00 00 00 08
b=2797 ACK
b=27CB SOF FNO=166 [101001010110011010010110]
b=27F5 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=281D DATA0
D8 04 0A 00 01 00 00 00
b=2883 ACK
b=28B9 SOF FNO=167 [101001011110011010001001]
b=28E8 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=2910 DATA1
00 01 3F 1E 7F 40 69 FF
b=2977 SOF FNO=168 [101001010001011010011001]
b=29A3 OUT ADRS=02 ENDP=00 [1000011101000000000]
b=29C9 DATA1
00 00 FE 80 D2 FE FF FF
b=2A35 SOF FNO=169 [101001011001011010000110]
ホストからは最初と同じ、デバイスデスクリプタの送信要求が送られてきます。
実はＦＮＯ＝１６４のコマンドデータは化けてしまっています。なにしろやっつけの自作ＵＳＢアナライザですから、時々解読ミスをしてしまいます。
ここは［第６２６回］のデータのほうがまともです。
8060 40 40 40 40 40 40 40 40-40 40 40 40 08 41 80 06 @@@@@@@@@@@@.A..
8070 00 01 00 00 12 00 40 42-12 01 00 02 00 00 00 08 ......@B........
8080 08 40 08 42 D8 04 0A 00-01 00 00 00 40 08 42 00 .@.Bﾘ.......@.B.
8090 01 0A 00 01 00 00 00 40-40 40 08 41 80 06 00 02 .......@@@.A....
８０ ０６ ００ ０１ ００ ００ １２ ００
です。
後ろから２番目が送信要求バイト数です。１２は１６進数ですから１８バイトです。
ＦＮＯ＝１６５～１６７で、連続してＩＮトランザクションが出されますから、デバイスデスクリプタを８バイト、８バイト、２バイトと順に送ります。
このときは、ＡＤＲＳ＝０２で送っています。
送り終わると、またホストから意味不明（？）のデータが送られるようですが、これも無視して構わないようです。
b=2A73 SOF FNO=16A [101001010101011010000100]
b=2AA3 SETUP [10110100]
b=2AC9 DATA0
80 06 00 02 00 00 09 00
b=2B31 ACK
b=2B71 SOF FNO=16B [101001011101011010011011]
b=2B9E IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=2C2C ACK
b=2C6F SOF FNO=16C [101001010011011010000101]
b=2C9C IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=2CF3 ACK
b=2D2D SOF FNO=16D [101001011011011010011010]
b=2D5A OUT ADRS=02 ENDP=00 [1000011101000000000]
b=2D80 DATA1
00 00 FE 3F 5F FF FF FF
b=2E08 SOF FNO=16F [101001011111011010000111]
b=2E3C SETUP [10110100]
b=2E62 DATA0
80 06 00 02 00 00 BF 01
b=2F16 SOF FNO=170 [101001010000111010010000]
b=2F43 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=2F6B DATA1
09 02 29 00 01 01 00 C0
b=2FD1 ACK
b=3004 SOF FNO=171 [101001011000111010001111]
b=3030 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=3058 DATA0
00 09 04 00 00 02 03 00
b=30BE ACK
b=30F2 SOF FNO=172 [101001010100111010001101]
b=311C IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=3144 DATA1
00 00 09 21 11 01 00 01
b=31AA ACK
b=31E0 SOF FNO=173 [101001011100111010010010]
b=320E IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=3236 DATA0
22 1D 00 07 05 81 03 40
b=329C ACK
b=32CE SOF FNO=174 [101001010010111010001100]
b=32F8 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=3387 ACK
b=33BC SOF FNO=175 [101001011010111010010011]
b=33E7 IN ADRS=02 ENDP=00 [1001011001000000000]
b=343E ACK
b=346A SOF FNO=176 [101001010110111010010001]
b=34B8 SOF FNO=177 [101001011110111010001110]
b=34E6 ? [10110111]
b=3533 ACK
b=3575 SOF FNO=178 [101001010001111010011110]
b=35B3 SOF FNO=179 [101001011001111010000001]
b=35F1 SOF FNO=17A [101001010101111010000011]
b=362F SOF FNO=17B [101001011101111010011100]
b=366D SOF FNO=17C [101001010011111010000010]
b=36AB SOF FNO=17D [101001011011111010011101]
b=36E9 SOF FNO=27E [101001010111111001001111]
b=3737 SOF FNO=2DF [101001011111101101000000]
b=3785 SOF FNO=180 [101001010000000110010001]
b=37D2 SOF FNO=181 [101001011000000110001110]
次にＦＮＯ＝１６Ａで、コンフィグレーションデスクリプタの送信要求が出されます。
先頭２バイトは ８０ ０６ で、その次の００ ０２ がコンフィグレーションデスクリプタの指定です。
送信要求バイト数は９バイトです。
その次のＦＮＯ＝１６Ｂと１６ＣのＩＮトランザクションでコンフィグレーションデスクリプタを８バイト、１バイトの順に送っているはずなのですが、データが見えません。ここも自作ＵＳＢアナライザがミスをして落としてしまっているようです。
ＦＮＯ＝１６Ｆでふたたび同じ、８０ ０６ ００ ０２ が送られてきます。
今度はバイト数の指定が大きくなります。
ここではＢＦになっていますが、これも自作ＵＳＢアナライザのミスで、ここはＦＦのはずです。
その次のＦＮＯ＝１７０～１７５で、コンフィグデスクリプタ全部を８バイトずつに分けて送っています。
自作ＵＳＢアナライザのデータはここまでで終わっていますので、この続きはまた、［第６２６回］のデータで見ていくことにいたします。
黄緑がホストからのコマンドで、青がＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０が送出したデータです。
一番上にコンフィグデスクリプタ送信要求 ８０ ０６ ００ ０２ ００ ００ ＦＦ ０２ があります。
そのあと５回分、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０からのデータ送出が続きます。
ここまでが、さきほど説明をしたところです。
ＵＳＢで、なにをやっているのかよくわからないのが、そのあとの流れです。
それ以前と同じ８０ ０６ ００ ０１と８０ ０６ ００ ０２がなんだか狂ったように繰り返しホストから送られてきます。
これはＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０の応答が悪くてこうなるのではなくて、普通にこういう動作をするようです。
ですから、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のプログラムもこういう動きに応えられるように書かなければならないことになります。
ちょいと工夫が要ることになります。
やっとホストからのコマンドが変化するのは、下から７行目です。
００ ０９ ０１ ００ ００ ００ ００ ００
です。
これはｓｅｔ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎというコマンドらしいのですが、これについては０バイトを返す、ことでよいようです。
つぎの ２１ ０Ａ ００ ００ ００ ００ ００ ００ も詳細不明なのですが、ここも０バイトを返す、ことでよいようです。
その次、８１ ０６ ００ ２２ ００ ００ ５Ｄ ００ が最後のデータ要求コマンドです。
ＨＩＤレポートディスクリプタの送信要求です。
そこで、ＨＩＤレポートディスクリプタを送出すると、最後にまたホストから、 ２１ ０Ａ ００ ００ ００ ００ ００ ００ が送られてきます。これにも０バイトを返すと、無事ホストにＨＩＤデバイスとして認識されて、これ以後データの送信、受信ができるようになります。
２０１０．１０．８ｕｐｌｏａｄ
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