usb/setup/README

   1 -------------------------------------------------------------------------------
   2 USB device setup (low-speed signalling)
   3 -------------------------------------------------------------------------------
   4
   5 This is an example capture of a USB plugin and setup sequence.
   6
   7 Plugin and reset signaling (trace walktrough)
   8 ---------------------------------------------
   9
  10 The logic analyzer is connected to the D+ and D- signals of the device. As the
  11 device ground is not connected to the LA ground, the signal level at the start
  12 of the trace is arbitrary.
  13
  14 When the cable is plugged in, DM and DP are pulled down by the host side 15k
  15 pull-down resistors. Next, the power supply level of the device rises and
  16 the 1.5k pull-up resistor signals the connection of a low speed device.
  17
  18 The host waits for 100ms, according to the attach debounce interval [USB 2.0
  19 spec, Table 7-14, T_ATTDB] for the connection and device power to become
  20 stable. At 240ms the host signals a reset (SE) condition for 50ms [USB 2.0
  21 spec, 7.1.7.5, T_DRSTR].
  22
  23 After the reset, the host issues keep-alives every 1ms (SE0 for 2 bit times),
  24 to allow the device to recover. 10ms are required, but the Linux kernel waits
  25 at least 100ms.
  26
  27 At this time, the host knows the port is enabled and the device is in the
  28 DEFAULT state, e.g. it responds to control requests at address 0. It is now
  29 possible to request the Device Descriptor.
  30
  31 At 398ms, the GET_DEVICE_DESCRIPTOR request is the first condition decoded by
  32 the usb_signalling and stacked protocol decoders. After this request, the
  33 max packet size for the control endpoint is known.
  34
  35 After the request, some buggy devices may be in a bad state (1), thus there
  36 is a second reset/device recovery cycle.
  37
  38 There follows a sequence of SET_ADDRESS(13) and more GET_DESCRIPTOR requests.
  39 After the setup, the polling of the INTERRUPT endpoint (EP1) starts.
  40
  41 ---
  42 (1) The stack requests 64 bytes of device descriptor because otherwise some
  43 devices may return more than requested. Other devices can not cope with this
  44 request, and thus a reset is needed. If all devices where compliant, a request
  45 of just 8 bytes should return the wanted bMaxPacketSize of the device.
  46
  47
  48 Decoding in PulseView
  49 ---------------------
  50
  51 Add a usb_signalling decoder. Set the signalling to "low-speed", next assign
  52 DP to "D+" and DM to "D-". The usb_packet and usb_request PDs can be stacked
  53 on top.
  54
  55 Creating a PCAP (Wireshark) capture
  56 -----------------------------------
  57
  58 1. Convert the trace with sigrok-cli.
  59
  60   $ sigrok-cli -i usb_reset_and_setup_lowspeed.sr \
  61     -P usb_signalling:dp=DP:dm=DM:signalling=low-speed,usb_packet,usb_request \
  62     -B usb_request > usb_reset_and_setup_lowspeed.pcap
  63
  64 2. View with tshark (wireshark command line tool).
  65
  66   $ tshark -r usb_reset_and_setup_lowspeed.pcap
  67   1  0.000000    host -> 0.0     USB    64  GET DESCRIPTOR Request DEVICE
  68   2  0.002258     0.0 -> host    USB    82  GET DESCRIPTOR Response DEVICE
  69   3  0.154975    host -> 0.0     USB    64  SET ADDRESS Request
  70   4  0.155441     0.0 -> host    USB    64  SET ADDRESS Response
  71   5  0.165960    host -> 13.0    USB    64  GET DESCRIPTOR Request DEVICE
  72   6  0.168258    13.0 -> host    USB    82  GET DESCRIPTOR Response DEVICE
  73   7  0.168287    host -> 13.0    USB    64  GET DESCRIPTOR Request CONFIGURATION
  74   8  0.169757    13.0 -> host    USB    73  GET DESCRIPTOR Response CONFIGURATION
  75   9  0.169781    host -> 13.0    USB    64  GET DESCRIPTOR Request CONFIGURATION
  76  10  0.173834    13.0 -> host    USB    98  GET DESCRIPTOR Response CONFIGURATION
  77  11  0.174505    host -> 13.0    USB    64  SET CONFIGURATION Request
  78  12  0.175061    13.0 -> host    USB    64  SET CONFIGURATION Response
  79  13  0.175116    host -> 13.0    USBHID 64  SET_IDLE Request
  80  14  0.175506    13.0 -> host    USB    64  URB_CONTROL out
  81  15  0.175694    host -> 13.0    USB    64  GET DESCRIPTOR Request Unknown type 34
  82  16  0.181389    13.0 -> host    USB   116  GET DESCRIPTOR Response Unknown type 34
  83  17  0.200694    host -> 13.1    USB    64  URB_BULK in