USB通信设备类CDC简介

2022-03-11

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什么是USB CDC？USB CDC（Communications Device Class，通信设备类）是USB标准中的一类，专门用于支持各种通信设备（如调制解调器、网络适配器、串口设备等）在USB总线上与主机进行数据和控制信息的交换。CDC规范为这些设备在USB上的识别、配置、管理和数据传输提供了统一的架构和协议。

主要内容1. 设备分类USB通信设备的定义由三大类组成：

通信设备类（Communication Device Class）:这是设备级别的定义，用于让主机正确识别一个通信设备，该设备可能包含多种不同类型的接口。通信接口类（Communication Interface Class）:定义了一种通用机制，可用于在USB上启用所有类型的通信服务。数据接口类（Data Interface Class）:定义了一种通用机制，当数据不符合其他类的要求时，可在USB上启用批量（Bulk）或同步（Isochronous）传输。

2. 支持的设备类型

模拟/数字调制解调器ISDN终端适配器串口（虚拟COM口）以太网/网络适配器（如USB转网卡）ADSL/电缆调制解调器等

3. 规范内容

标准描述符：定义了设备、接口、端点等的描述符格式。类特定描述符：如功能描述符（Functional Descriptor），用于描述CDC设备的特定功能。类特定请求：如设置多播过滤器、获取统计信息、设置包过滤等。通知机制：通过中断端点向主机报告设备状态变化（如链路状态、速率变化等）。数据传输机制：支持批量（Bulk）和同步（Isochronous）传输，适应不同类型的数据流。

4. 设计目标

通用性：支持多种通信设备和协议。兼容性：尽量复用现有的通信协议和数据格式。可扩展性：通过子类和协议代码支持不同的通信场景（如以太网、ATM等）。

应用场景

USB转串口线（虚拟COM口）USB网卡（CDC-ECM/NCM）USB调制解调器工业控制、医疗设备等需要USB通信的场合

规范意义USB CDC规范为通信设备在USB上的互操作性和即插即用提供了标准基础，使得各种通信设备能够方便地通过USB接口与主机系统集成和通信，极大地简化了驱动开发和设备兼容性问题。

CDC类功能通信设备具有三个基本任务：

设备管理（控制配置特定设备并通知 USB 主机某些事件）呼叫管理（建立和终止电话呼叫或其他连接）数据传输（发送和接收应用数据）

USB 组件中的 CDC 实现具有：

使用CDC的ACM（抽象控制模型）子类模拟虚拟 COM 端口。使用CDC的ACM（抽象控制模型）子类使用RDNIS协议模拟网络连接。这支持Windows 主机 PC 和嵌入式设备之间的 USB 网络连接，以及USB 设备 RNDIS 到以太网桥应用程序。使用 CDC 的NCM（网络控制模型）子类模拟以太网适配器（仅适用于USB 设备）。使用 CDC (NCM)，您可以在基于 Linux 的主机系统上创建Ethernet-over-USB（适用于 Linux 主机）应用程序。

CDC端点支持以下端点配置：

一个用于通知 USB 主机的中断 IN 端点一个BULK输入和一个BULK输出端点用于数据传输

USB-IF CDC类规范文件

通信设备 1.2 的类定义通信设备 1.1 的类定义应用笔记，从 RS-232 迁移到 USB 桥接器规范。解释如何使用 USB CDC（通信设备类）ACM（抽象控制模型）来模拟 USB 上的串行端口

USB 描述符USB CDC ACM 设备中需要以下描述符：

标准设备描述符标准配置描述符接口关联描述符CDC头功能描述符CDC 联合功能描述符呼叫管理功能描述符抽象控制管理功能描述符CDC 类通信接口的标准接口描述符中断 IN 端点的标准端点描述符CDC 类数据接口的标准接口描述符Bulk IN 和 Bulk OUT 端点的标准端点描述符

USB CDC NCM 设备中需要以下描述符：

标准设备描述符标准配置描述符接口关联描述符CDC头功能描述符CDC 联合功能描述符CDC 以太网网络功能描述符NCM 功能描述符CDC 类通信接口的标准接口描述符中断 IN 端点的标准端点描述符CDC 类数据接口的标准接口描述符Bulk IN 和 Bulk OUT 端点的标准端点描述符

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