USB协议分析仪在USB调试中的应用
USB协议分析 (2)
USB协议分析协议名称：USB协议分析一、引言USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机与外部设备之间数据传输和通信的标准接口。
本协议旨在对USB协议进行分析，包括其工作原理、数据传输方式、协议层次结构等内容。
二、背景USB协议是由USB实施论坛（USB Implementers Forum）制定的，旨在提供一种统一的、高效的、易于使用的接口标准。
USB接口广泛应用于计算机、挪移设备、音频设备、打印机、摄像头等各类外部设备。
三、目的本协议的目的是分析USB协议的基本原理和工作机制，以便更好地理解USB接口的功能和特性，并为相关设备的开辟、测试和维护提供指导。
四、USB协议分析1. USB工作原理USB协议采用主从结构，主机（Host）负责控制和管理USB总线，外部设备（Device）作为从设备与主机进行通信。
USB总线上可同时连接多个外部设备，主机通过分时复用的方式与这些设备进行数据交互。
2. USB数据传输方式USB协议支持多种数据传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。
控制传输用于配置和管理设备，批量传输适合于大数据块的传输，中断传输用于实时数据传输，等时传输适合于对实时性要求非常高的数据传输。
3. USB协议层次结构USB协议采用分层结构，包括物理层、数据链路层、传输层和应用层。
物理层负责传输电气信号，数据链路层负责数据的分组和重组，传输层负责数据的可靠传输，应用层则提供设备之间的应用程序接口。
4. USB协议数据格式USB协议定义了一套统一的数据格式，包括数据包（Packet）和帧（Frame）两种基本单位。
数据包是指在USB总线上传输的最小数据单元，帧是由多个数据包组成的数据传输单位。
5. USB协议交互流程USB协议的交互流程包括设备的插拔、设备的配置和控制、数据的传输等环节。
设备的插拔触发主机对设备的识别和初始化，设备的配置和控制包括设备描述符的获取、端点的配置等操作，数据的传输则是通过各种传输方式进行的。
USBCAN CANalyst II分析仪 产品说明书
●通过PC或笔记本的USB接口实现对CAN总线网络的发送和接收； ●快速CAN网络数据采集、数据分析； ●CAN总线-USB网关； ●USB接口转CAN网络接口； ●延长CAN总线的网络通讯长度； ●工业现场 CAN 网络数据监控。
珠海创芯光电科技有限公司
2 技术支持邮箱：zhcxgd@
201706301usbcancanalystii分析仪产品说明书目录第一章产品简介11概述12性能与技术指标13典型应用14产品销售清单15技术支持与服务16产品选型第二章外形与接口描述21外观与接口22信号定义23出厂配置33软件操作与功能介绍34自发自收测试1135多个usbcan设备同时使用珠海创芯科技有限公司技术支持邮箱
第二章 外形与接口描述 ......................................................................................................... 4 2.1 外观与接口 .................................................................................................................... 4 2.2 信号定义 ........................................................................................................................ 5 2.3 出厂配置 ........................................................................................................................ 6
【15期】 逻辑分析仪在USB开发中的应用
逻辑分析仪─从入门到精通讲座(15) 逻辑分析仪在USB开发中的应用1. USB简介自1998年由Compaq、Intel、Microsoft、NEC等公司制定USB总线以来，已经经历了USB1.1、USB2.0、USB OTG等几代，发展到现在最新的USB3.0。
USB总线以其方便、快速、稳定、即插即用等优点，迅速受到人们的欢迎和喜爱。
一直以来测量USB信号都需要专用的分析仪（如：USBAnalyst-I分析仪等），现在广州致远电子有限公司在LAB6000系列高性能逻辑分析仪上增加了USB 分析插件，可以直接使用LAB6000系列高性能逻辑分析仪来进行USB 协议FS和LS的数据分析。
2. LAB6000系列逻辑分析仪测量介绍LAB6000系列逻辑分析仪具有每秒500M的采样速率，每通道16Mbits的存储容量，具有高采样率、深存储、多功能等特点。
我们都知道USB信号是由一对差分信号组成，如何使用LAB6000系列逻辑分析仪（我们以LAB6052逻辑分析仪为例子）来进行USB信号分析？逻辑分析仪的采样原理如图1所示，LAB6052逻辑分析仪通过高速比较器对输入的数据与设定的阈值电平不断地进行比较，把输入的模拟量转换为数字量，并记录起来。
图 1 逻辑分析仪数据采样原理LAB6052逻辑分析仪的输入信号电平范围为-30V~+30V，而USB信号的电平特征如表1所示。
从表中可以看出，USB Fullspeed和Lowspeed的电平特征在LAB6052逻辑分析仪的测量范围内，可以使用LAB6052逻辑分析仪对USB信号进行直接的采集和测量。
根据USB信号的电气特征和LAB6052逻辑分析仪的输入特点，需要把逻辑分析仪的阈值电平设置在USB输出信号交叉电平范围内，就可以让逻辑分析仪正确地识别USB物理电平。
表1USB Fullspeed/Lowspeed电气特征3. 测量方法为了能够测试到USB信号，焊接了两个USB口接插件，并将USB接插件的VCC、GND、D+和D-信号线一一对接，并预留排针用于连接逻辑分析仪测试探针，如图2所示。
USB协议分析仪在USB调试中的应用
USB协议分析仪在实际USB连通中的作用在现代电子设备中，越来越多的使用USB接口，不仅因为其使用方便，即插即拔，更因为其价格低廉，协议开放，而广泛使用在各种电子设备上，并且已经发展为不可缺少的一种接口形式。
但USB接口的开发过程中，对于工程师来说还是会遇到这样或那样的问题，如何提高调试效率，缩短研发周期，就需要一种调试测试工具——USB协议分析仪。
USB协议分析仪USB协议分析仪是协议层的分析工具，是测试设备的一种。
对于USB这种高速串行总线来说，仅仅进行物理层测试是远远不够的，由于在高低电平中寓含着丰富的指令，传递着大量信息。
所以对于USB传输协议就需要专用的USB协议分析仪来分析测试，USB协议分析仪是按照标准的USB协议来分解数据，将包含有用信息的数据提取出来，并解释这些数据的含义。
随着设备之间传递数据速度的不断提高，越来越多的高速串行总线被使用，如SATA、SAS、Ethernet、FC等等，这些高速串行总线也同样有其协议分析工具。
为了让读者更好的了解USB协议分析仪的功能与用途，本文列举一个调试USB通信的小例子。
实验环境如图所示，左侧计算机安装USB协议分析仪软件，加上USB协议分析仪主机构成USB 协议分析系统。
DE2实验板作为USB设备，右侧计算机安装应用程序对DE2进行操作。
我们主要关心安装有应用程序的计算机与DE2实验板之间的USB通信是否正常，并且希望了解这个通信过程是怎样完成的。
DE2实验板是教学过程中使用的开发板，针对USB通信接口部分有一片接口控制芯片，可通过加载固件程序控制USB数据传输，对于USB开发工程师来说，编写固件程序是实现USB通信的重要部分，但很难验证固件程序是否正确，是否按照工程师的意愿执行。
在PC 端安装有应用程序控制实现哪些功能，是在设备底层还需要编写驱动程序，确保可实现USB 通信，在生产研发中，驱动程序部分和应用程序部分大多由软件工程师完成，所以USB协议分析仪是硬件工程师和软件工程师都需要的测试设备。
周立功USB分析仪USB_Analyser_cn
USB分析仪使用说明一、前言再次感谢您购买广州周立功单片机发展有限公司的USB分析仪。
广州周立功单片机发展有限公司是最早在国内从事USB开发和推广的企业之一，从器件资料翻译到出版USB专著的书籍，从USB开发板到USB分析仪，无一不体现出周立功公司对广大用户的热心帮助和对USB总线的热情推广。
纵观国内外的USB分析仪，本USB协议分析仪具有很高的性价比，本USB协议分析仪采用了PHILIPS公司的USB专用芯片、增强型单片机，结合数字锁相环（DPLL）、先入先出（FIFO）、自动同步跟踪、总线干扰检测和USB1.1、USB2.0等技术精心制作而成。
二、系统要求（1）监控计算机Pentium IV 1.0G以上或100％兼容CPUUSB 2.0接口256M内存以上500M硬盘空间CD-ROM或DVD-ROM驱动器Windows 98，Windows 2000，Windows XP或更高操作系统（推荐使用Windows XP或Windows 2000）（2）调试主机符合通用主机控制器（UHC）或开放主机控制器（OHC）规范的设备（如个人计算机、工业计算机、笔记本电脑、PDA等）注：不支持在集线器中使用低速设备三、主要功能体积小，重量轻，方便携带；两种供电方式，满足各种计算机的要求；USB2.0传输接口，支持windows 98、2000、XP等操作系统；全面支持USB1.1全速、低速数据采集分析；支持PID或人工多种触发条件选择；USB总线数据自动跟踪,确保数据完整无误;同时具有USB总线错误分析和传输数据错误分析功能；随意定义1～99Mbyte的采集容量；强大搜索功能,可以随意查找错误帧或指定数据;USB协议解码功能,数据阅读更加轻松;空闲时间统计功能,数据传输过程一目了然;完善的数据统计功能,带宽利用随手可得四、技术参数监控USB端口支持：USB2.0端口，USB1.1端口采集USB端口支持：USB1.1端口采集端USB口输入阻抗：>10MΩ数据采集深度：1～99Mbyte采集速度：USB1.1全速（Full Speed）、低速（Low Speed）采集内容：USB传输数据（Sync、PID、ADDR、ENDP、CRC5、CRC16、Frame Number、DATA），位填充错误，数据传输间隔时间（IDLE）触发条件：PID触发：USB1.1规范内的所有PID手动触发；IDLE时间统计：最小值：3；最大值：14336 bit；（±1误差）外部输入电源：6V五、USB分析仪外观接口USB分析仪的外形如图1所示：图1 USB分析仪的外形USB分析仪有电源输入口的一边为控制端，如图2所示：图2 电源端接口POWER为外部电源输入。
安捷伦科技推出用于 USB 协议分析仪的全新分析软件
安捷伦科技推出用于USB 协议分析仪的全新分析软
件
安捷伦科技公司宣布推出用于U4611A、U4611B和U4612A系列USB 协议分析仪的分析软件套件。
该套件采用全新的MegaZoom 技术，帮助USB设备设计人员快速、简单地分析他们的设计，并能简化USB测试与验证。
安捷伦数字调试解决方案分部的总经理Ross Nelson说：“USB 已经成为电子设备的通用连接方式。
USB 3.0 设计已经成为高速网络中的外部硬盘驱动和适配器的默认连接，这对USB 性能提出了更高的要求。
全新MegaZoom 技术能够实时分析设备操作，全面了解连接性能，帮助设计人员优化现有的和全新设计的USB 设备。
”
利用MegaZoom 技术，U4611A 和U4611B 能够快速分析海量数据并进行深入分析。
特点包括：
• 与传统分析仪相比，MegaZoom 在拥有高达18 GB 的深存储器数据捕获能力的同时，具备快速响应能力和便利的用户界面。
• 基于FPGA 专利设计采用了独有的索引技术，MegaZoom能够实时分析多达5 Gbps的USB 3.0 双向数据。
• 在数秒钟内显示结果，只需单次点击即可访问已捕获的所有事件。
• MegaZoom 并不是一个特殊模式——它可在全带宽范围内实施，无需使用分析仪执行额外的触发和分析。
该软件支持U4611A、U4611B 和U4612A USB 协议分析仪监测并捕获总线活动，提供整个数据捕获缓冲器(高达18 GB)的即时访问。
在单一显示窗口中，计算、统计和记录实时性能信息，并绘制图像。
性能分析数据可使设。
USB协议分析
USB协议分析协议名称：USB协议分析一、背景介绍USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机和外部设备之间进行数据传输和通信的标准接口协议。
USB接口广泛应用于计算机、手机、相机、打印机等各类电子设备中，为设备之间的连接和数据传输提供了便利。
二、协议目的本协议旨在对USB协议进行详细分析，包括其工作原理、数据传输方式、协议层次结构等方面的内容。
通过对USB协议的分析，旨在深入了解USB接口的工作机制，为相关领域的技术人员提供参考和指导。
三、协议内容1. USB协议的定义和作用USB协议是一种用于计算机和外部设备之间进行数据传输和通信的标准接口协议。
它提供了一种快速、简单和可靠的数据传输方式，支持多种设备的连接和通信。
2. USB协议的工作原理USB协议采用主从式架构，主机负责控制和管理整个USB系统，外部设备作为从设备与主机进行通信。
USB协议通过定义不同的传输类型和通信协议来适应不同设备的需求。
3. USB协议的物理层USB协议的物理层定义了USB接口的电气特性和连接方式，包括USB接口的引脚定义、电压规范和信号传输方式等。
4. USB协议的数据链路层USB协议的数据链路层负责数据帧的传输和错误检测，通过定义帧的结构和传输规则来保证数据的可靠传输。
5. USB协议的传输层USB协议的传输层定义了不同类型的数据传输方式，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输等。
6. USB协议的应用层USB协议的应用层定义了设备的功能和通信协议，包括设备描述符、配置描述符、接口描述符等。
7. USB协议的控制传输USB协议的控制传输用于设备的初始化和配置，通过控制命令和状态信息的交换来实现设备的控制和管理。
8. USB协议的批量传输USB协议的批量传输用于大容量数据的传输，适用于需要高速传输的设备，如存储设备、摄像头等。
9. USB协议的中断传输USB协议的中断传输用于周期性的数据传输，适用于需要实时响应的设备，如键盘、鼠标等。
USB 分析仪使用说明.
六、软件的安装与使用 在光盘的 software 目录里双击 Setup.exe 然后应用程序和驱动程序都会安装上了。软件安装完毕后，只
要连接上 USB 分析仪就可以使用了。注：USB 分析仪的软件驱动程序在软件打包里，请先安装软件后再 连接 USB 分析仪。
连接上监控计算机的 USB 线后，计算机会出现如图 5 的提示。
查找错误数据，其对话框如图 23 所示。
图 23 查找错误对话框 可以选择的错误方式有： 错误的 PID：表示 USB1.1 协议内不存在的 PID。 位缓冲错误：表示 USB 总线上受到干扰或不符合 USB 总线规定的传输错误。 错误的 CRC5：USB 传输令牌过程中传输的 CRC5 与校验出来的 CRC5 不同的地方。 错误的 CRC16：USB 传输数据过程中传输的 CRC16 与校验出来的 CRC16 不同的地方。 查找数据字符串：
SOF、SETUP、DATA0、DATA1、ACK、NAK、STALL、PRE。 由于本分析仪记录深度比较大，建议才用人工触发，把所有数据都采集后在进行数据分析。 连接选择为选择采集端数据的速度类型，请按照设备的类型进行选择全速或低速设备。其中，一般
USB 键盘和鼠标都为低速设备。当选择不正确时，由于全速设备和低速设备的采样频率不同，会造成数据 的错误。
图 7 寻找驱动程序 如果使用 Windows XP 或 Windows 2000 操作系统，会有图 8 的提示。
图 8 Windows 徽标提示 点击仍然继续，就开始复制驱动程序，安装完后，会有如图 9 的提示。
图 9 完成新硬件向导 -4-
广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 点击完成就可以了，且右下方会出现如图 10 的新硬件安装完成的提示。
USB总线分析仪
USB总线分析仪1、概述USB 总线分析仪又称USB Monitor。
USB（Universal Serial Bus,通用串行总线）是目前最流行的PC 外设接口，具有外形简单、性能稳定、省电、传输速度快和操作灵活等优点，已被越来越多的人使用，虽然USB 接口使用简单方便，但USB 接口产品的开发比以往的接口开发更为复杂。
USB Monitor 具有一定的协议分析能力，适用于USB 电子产品的开发、设计，是设计人员开发测试USB 产品不可或缺的利器，同时也是USB 自学者的得力助手，让USB 学习不再枯燥。
USB Monitor 可以将在USB 总线上的数据快速、全面、准确地记录并显示出来。
并可以通过分析记录下来的数据很快地发现问题、找到错误，从而加快USB 产品的开发速度，缩减了USB 产品的上市周期，同时也提高了USB 产品的市场竞争力。
USB Monitor 也可以作为一个测试设备，用于检测USB 产品的稳定性，让产品更稳定，使用更放心。
2、产品特点●USB2.0 传输接口，支持Windows 98 以上操作系统。
●全面支持USB1.1 全速、低速数据采集分析，兼容USB2.0。
●采集数据支持实时显示。
●实时显示被监视端USB 通讯的速度。
●高达4GB 的存储深度，最多可显示20 亿条信息。
●可对标准的控制传输进行数据解析，更直观显示各数据的含义，并可将相应显示数据直接提取为C 语言数组或汇编语言数组格式。
●颜色显示功能，可对不同令牌的显示颜色进行自定义设置。
●过滤功能，根据事务任意过滤数据。
●错误分析功能，可以准确分析并显示各种错误数据。
●搜索功能，可以快速查找数据。
●触发功能，可以根据事务设置触发条件。
●可以准确的统计总线上所有事务。
USB 分析仪使用说明.
图 11 设备管理器窗口 安装完软件和驱动程序后，打开 USBAnalyser 软件，其菜单如图 12 所示。
图 12 USB 分析仪菜单 菜单的功能说明如下：
文件菜单 文件菜单主要为 USB 分析仪的文件操作选择，共有 8 个选项。如图 13 所示：
图 29 解码设备请求对话框
- 10 -
广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 如图 30 为一个对 Packet #1318 进行解码的结果。
图 18 显示格式设置 记录选项：
设置采集的触发条件、采集端的速度和采集数据的深度，如图 19 显示。
图 19 数据记录选项 -7-
广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 其中触发条件为选择 PID 触发或人工触发来开始数据采集。可供选择的 PID 触发选项有：OUT、IN、
图 7 寻找驱动程序 如果使用 Windows XP 或 Windows 2000 操作系统，会有图 8 的提示。
图 8 Windows 徽标提示 点击仍然继续，就开始复制驱动程序，安装完后，会有如图 9 的提示。
图 9 完成新硬件向导 -4-
广州周立功单片机发展有限公司 Tel: (020)38730976 38730977 Fax: 38730925 点击完成就可以了，且右下方会出现如图 10 的新硬件安装完成的提示。
监控计算机运行usbanalyser分析软件调试主机个人计算机工业计算机笔记本电脑pda等usb调试设备usb分析仪powermonitorrunusbpowusbausbbresetusb连接线usb连接线usb连接线usb分析仪的连接六软件的安装与使用在光盘的software目录里双击setupexe然后应用程序和驱动程序都会安装上了
USB协议分析
USB协议分析协议名称：USB协议分析一、引言USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于连接计算机与外部设备的标准接口协议。
本协议旨在对USB协议进行详细分析，包括其架构、通信流程、数据传输方式等内容。
二、背景随着计算机技术的发展，USB接口已成为连接外部设备的主要方式之一。
了解USB协议的工作原理和通信机制对于开发USB设备、驱动程序以及解决相关问题具有重要意义。
三、USB协议架构1. 物理层：定义USB接口的电气特性、信号传输和连接方式。
2. 数据链路层：负责数据的传输和错误检测。
3. 传输层：提供端点（Endpoint）之间的通信机制，包括控制传输、中断传输、批量传输和等时传输。
4. 会话层：管理设备的连接和断开，包括设备的寻址和配置。
5. 应用层：定义设备的功能和通信协议。
四、USB通信流程1. 设备连接：当USB设备插入计算机的USB接口时，计算机会检测到设备的连接。
2. 设备寻址：计算机通过发送设备寻址命令来为新连接的设备分配唯一的地址。
3. 设备配置：计算机通过发送配置命令来配置设备的功能和通信参数。
4. 数据传输：设备和计算机之间进行数据的传输，可以是控制传输、中断传输、批量传输或等时传输。
5. 设备断开：当设备被拔出或计算机主动断开连接时，会触发设备断开的流程。
五、USB数据传输方式1. 控制传输：用于设备和主机之间的命令和控制信息的传输，具有较低的带宽要求和较高的可靠性。
2. 中断传输：用于设备向主机发送周期性的小数据包，适用于实时性要求较高的应用。
3. 批量传输：用于大量数据的传输，带宽要求较低，但可靠性要求较高。
4. 等时传输：用于实时数据传输，带宽要求较高，对延迟要求较高。
六、USB协议分析工具1. USB协议分析仪：用于捕获和分析USB数据包，帮助开发人员进行协议分析和故障排除。
2. USB协议分析软件：用于对捕获的USB数据包进行解码和分析，提供可视化的界面和详细的协议信息。
LeCroy USB Protocol Suite使用教程
LeCroy USB Protocol Suite使用教程1、首先点击“设置>关于手机”，再连续点击“版本号”7次，将会提示进入了开发者模式了。
2、然后返回“设置”列表，会新出现“开发人员选项”。
再点击进入“开发人员选项”，打开“USB调试”开关，点击“确定”就可以了。
3、最后将手机和电脑使用数据线连接，在通知栏将“仅充电”更换为“管理文件”或“查看照片”就可以连接电脑了。
也可以在电脑上安装HISuite（华为手机助手）。
使用数据线连接电脑后，再打开该软件，在主页面点击“点击连接设备”，会有连接电脑的相关提示的，根据提示完成操作就可以了，还能使用它管理手机中的应用及文件的。
当USB设备需要传输大量数据的时候，bulk传输可以作为一个好的选择。
例如，传输文件到闪存设备，或者扫描仪，打印机的数据收发。
USB的full speed，high speed，和super speed设备可以支持bulk endpoint。
low speed设备不支持bulk endpoint。
endpoint是没有特定方向的，可以作为IN或者OUT。
bulk IN是指从设备把数据送到主机，而bulk OUT则是把数据从主机传输到设备。
endpoint提供CRC bit来检测错误，以此来保证数据的完整性。
对于CRC错误，数据自动重新传输。
注：Superspeed bulk endpoint可以支持streams。
stream允许主机发送传输到不同的steam pipe。
最大支持的包大小（MaxPackageSize）由设备的总线速度决定。
full speed，high speed和super speed，最大包大小对应的为64、512、1024bytes。
1、Bulk传输介绍分析和其他的USB传输一样，主机总是初始化bulk传输。
通信发生在主机与目标endpoint之间。
在bulk传输中，USB协议不会强制任何的数据格式。
逻辑分析仪在USB开发中的应用
为 了 能 够 测 试 到 Ｕ Ｂ 号 ，焊 接 了 两 个 Ｕ Ｂ口接 插 Ｓ信 Ｓ 件 ，并 将 Ｕ Ｂ 插 件 的Ｖ Ｃ、 ＧＮ Ｓ 接 Ｃ Ｄ、 Ｄ 和 Ｄ一 号 线 一 一 ＋ 信 对 接 ，并 预 留 排 针 用 于 连 接 逻 辑 分 析 仪 测 试 探 针 ，如 图
～ ｖ
Ｖ
Ｖ
插件 ，可以直接使用Ｌ Ｂ ０ ０ Ａ ６ ０ 系列 高 性 能 逻 辑 分 析 仪 来 进
行 Ｕ Ｂ 议 Ｆ 和 Ｌ 的数 据分 析 。 Ｓ协 Ｓ Ｓ
（输 出 信 号 交 叉 电 平 ）
３测 量 方 法 ．
２Ｌ Ｂ ０Ｏ ． Ａ ６ ０ 系列逻辑分析 仪测量 介绍
Ｌ Ｂ００ Ａ ６ ０ 系列逻辑分析仪具有每秒５ ０ ０ Ｍ的采样速率 ，
Ｊ Ｓ 物理 电平 。 制 定 Ｕ Ｂ 线 以 来 ， 已 经 经 历 了 Ｕ Ｂ ．、 Ｕ Ｂ 、 Ｕ Ｂ Ｓ 总 Ｓ １１ Ｓ ２０ Ｓ 内 ，就 可 以让逻 辑 分 析仪 正 确 地 识 ￣ Ｕ Ｂ
表１ｕ Ｂ ｕｌ ｅ ｄＬ ｗｓ ｅ ｄ ｓ Ｆ ｌｐ ｅ ／０ ｐ ｅ 电气特 征 ｓ
辑 分析仪对 Ｕ Ｂ 号进行 直接的采集和测 量。根据Ｕ Ｂ Ｓ信 Ｓ信
３８ 夸ｌ ａ 电子 ．２１年４ ０ｏ 月
逻辑分析仪一从入 门到精通讲座 （５ １）
过Ｌ Ｂ ０ ２ Ａ ６ ５ 逻辑分 析仪并使用 Ｕ Ｂ Ｓ 分析插件 ，进行数据分
囊Ｉ 盔 蝴 ｌ 一 一 一
２ 示。 所
能等特 点。我们都知道 Ｕ Ｂ Ｓ 信号是 由一 对差分信 号组成 ，
如 何 使 用 Ｌ ６ ０ 系 列 逻 辑 分 析仪 （ 们 以Ｌ Ｂ ０ ２ 辑 ＡＢ ０ ０ 我 Ａ ６５ 逻
usb协议分析仪
usb协议分析仪USB协议分析仪。
USB（Universal Serial Bus）是一种用于连接计算机与外部设备的串行总线技术，它是一种通用的、灵活的、易用的数据传输接口。
USB协议分析仪是一种用于分析USB通信协议的工具，它可以帮助工程师们更好地理解和调试USB设备之间的通信过程。
本文将对USB协议分析仪的原理、功能和使用方法进行介绍。
一、原理。
USB协议分析仪的工作原理是通过监听USB总线上的数据传输过程，实时捕获数据并进行解析，从而帮助工程师们分析USB设备之间的通信过程。
它可以监视USB总线上的数据包，包括控制传输、批量传输、中断传输和等时传输等不同类型的数据包。
通过分析这些数据包，工程师们可以了解USB设备的工作状态、数据传输速率、数据格式等信息，从而更好地进行USB设备的调试和优化。
二、功能。
USB协议分析仪具有以下主要功能：1. 实时捕获数据，USB协议分析仪可以实时捕获USB总线上的数据传输过程，包括数据包的发送和接收过程。
2. 数据解析，它可以对捕获到的数据包进行解析，将其转换成易于理解的格式，包括数据包的类型、长度、数据内容等信息。
3. 数据显示，分析仪可以将解析后的数据以图形化界面展示出来，包括波形图、时序图、数据包列表等形式，帮助工程师们更直观地了解USB设备的通信过程。
4. 触发功能，分析仪可以设置触发条件，当满足特定条件时触发数据捕获，帮助工程师们精确定位问题。
5. 存储和导出，它可以将捕获到的数据保存到文件中，方便工程师们进行后续的分析和共享。
三、使用方法。
使用USB协议分析仪的方法如下：1. 连接设备，首先将USB协议分析仪连接到需要分析的USB设备上，确保连接正确稳定。
2. 设置参数，根据需要设置分析仪的参数，包括触发条件、数据捕获模式、数据显示方式等。
3. 开始捕获，启动USB协议分析仪，开始捕获USB总线上的数据传输过程。
4. 数据分析，对捕获到的数据进行解析和分析，了解USB设备之间的通信过程，找出问题所在。
HD-USB480 USB2.0协议分析仪技术文档_V2.2.5
Shenzhen H.D. Science and TechnologyCo., LtdTechnical DocumentTEL: +86 755 82094382 Website: / FAX: +86 755 82094370 E-mail: support@HD-USB480USB2.0PROTOCOL ANALYZER（Supports OTG）Technical Document（Incl.“HD-USB480-I”&“HD-USB480-II”）“HD-USB480” USB2.0 Protocol Analyzer Technical DocumentsVersion：2.2.51、产品外观2、产品概述HD-USB480 高速/全速/低速 USB2.0 协议分析仪是USB 产品的开发和测试工具，它记录在USB 总线上发送和接收的数据，通过上位机软件提供的强大的分析和筛选功能，迅速定位数据中存在的错误和问题，从而改善USB 产品的开发质量，缩短开发周期。
是USB 产品开发人员和USB 设备制造工厂理想的测试设备。
HD-USB480 高速/全速/低速 USB2.0 协议分析仪支持OTG 补充协议。
HD-USB480 高速/全速/低速 USB2.0 协议分析仪共有2 种型号，其功能见下表：3、功能特点1）非侵入式高速/全速/低速USB总线实时监视；2）自动识别高速/全速/低速USB外设；3）板载512Mbit大容量存储器（HD-USB480）；4）16.67ns分辨率数据时序显示；5）OTG协议分析；6）同步数字输出及外部触发输入；7）循环缓存采样；8）总线事件分析；9）VBUS 电压及电流测量；10）实时数据包过滤，方便迅速定位数据；11）重复数据包压缩。
4、硬件连接此图显示了三种方式的硬件连接方式一：分析仪的USB Host 端口连接到监控计算机，即：使用同一台PC 机做为USB 主机和监控计算机；在这种连接方式下，该PC 机的USB 端口给分析仪供电。
基于FPGA的高速USB协议分析仪的设计
基于FPGA的高速USB协议分析仪的设计张静;叶小芹【摘要】USB协议分析仪是一种用于分析和监控USB总线协议的仪器,它包括采集主机及分析软件两个部分.可用于USB驱动开发、协议栈调试、协议符合性测试及总线性能分析等多个方面.针对现有的分析仪价格昂贵、采样丢包和无法进行长时间采集数据等问题,设计了一种基于FPGA的高速USB协议分析仪,实现了对高速、全速和低速差分信号的实时采样和分析,利用硬件的并发处理特性克服了采样丢包的问题,而且内嵌大容量SDRAM,使得长时间采集数据成为可能,并且设计成本低.【期刊名称】《绥化学院学报》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】3页(P152-154)【关键词】USB协议分析仪;FPGA;通用串行总线;USB控制器【作者】张静;叶小芹【作者单位】河海大学文天学院安徽马鞍山 243031;河海大学文天学院安徽马鞍山 243031【正文语种】中文【中图分类】TP393USB总线由于其通用性、高速性和即插即用等特性，成为计算机不可或缺的接口［1］。
USB总线采用串行的一对差分线进行信号传输，并采用NRZI进行编码，加上USB协议本身的复杂性。
使得开发USB主机控制器和USB设备的难度较大，周期较长。
而且USB设备种类繁多，其测试和后期的维修问题也日益突出［2］。
而且现有的USB高速协议分析仪存在价格昂贵和采样丢包的问题，很难满足开发的需求。
本文设计了一种高速USB协议分析仪，在不影响主机和被测设备通信的前提下，捕获USB总线的信号，重新打包并保存在SDRAM存储器中。
由MCU控制USB 控制器，通过DMA方式，将SDRAM中保存的数据上传至计算机，利用软件将上传的数据进行解析并显示出来。
当监控主机的上传速率低于被监测的外设时，数据可以暂存SDRAM中，等监控主机空闲时上传数据，这样可以防止丢包。
文献［3］中采用高速差分放大器AD8352对差分信号进行处理后由USB物理层接口芯片进行采样，主要为了引入大阻抗，以免干扰要采集的总线信号。
是德科技USB2.0和3.0协议分析仪
是德科技USB2.0和3.0协议分析仪是德科技U4611A/B USB 2.0/3.0协议分析仪采⽤MegaZoom 技术的3.7.x 版本技术资料唯有是德科技能够提供深⼊、快速分析当前⾼性能超⾼速（SuperSpeed）USB 设计所必需的测试⼯具。
⾼性能分析–实时端点分析–实时链路分析–实时LTSSM–详细的性能记录–可定制的触发、计数、过滤即时访问捕获到的数据–分段存储器可更⾼效地保存多次事件捕获的结果–可捕获多达18 GB 的数据–直观的图形⽤户界⾯只需点击⼀下即可查看数据–⾯向规范的清晰数据解码概述Keysight U4611A/B USB 协议分析仪提供业界领先的实时性能分析、LTSSM 状态跟踪、最全⾯的触发系统以及⾼达18 GB 的可定制数据分析特性，从⽽将协议分析仪的易⽤性提升到更⾼⽔平。
是德科技提供的协议分析仪是在复杂超⾼速USB 系统中查找间歇性问题的最佳⼯具。
对于当今的USB 开发商和集成商来讲，要想确保他们设计的产品与⽇益增长的⽆数USB 设备完全兼容是⼏乎不可能的任务。
通常，捕获⼤批量流量会遇到很多困难，例如迹线缓冲区空间有限、查看数据时等待时间过长、搜索和保存速度太慢等。
随着USB 3.0 设计不再局限于基本功能，USB 设计⼈员正⼒求使新的和现有的USB 器件发挥最佳性能。
MegaZoom? 技术可实时分析USB 操作，并提供详细的操作性能显⽰。
Keysight U4611A/B USB 协议分析仪能够即时显⽰捕获到的数据，甚⾄拥有⾼达18 GB 的数据轨迹捕获深度，从⽽克服了这些限制。
通过硬件加速千兆位以太⽹（⾼达70 MB/s）或PCI Express（⾼达550 MB/s）将轨迹数据传输到主机，⽆需等待即可分析完全深度数据。
例如，只需15 秒便可获得完整18 GB 轨迹的直⽅图。
数据可以显⽰为变址前（Pre-indexed）和压缩轨迹数据形式，可通过多个分析处理器进⾏分析。
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USB协议分析仪在实际USB连通中的作用
在现代电子设备中，越来越多的使用USB接口，不仅因为其使用方便，即插即拔，更因为其价格低廉，协议开放，而广泛使用在各种电子设备上，并且已经发展为不可缺少的一种接口形式。
但USB接口的开发过程中，对于工程师来说还是会遇到这样或那样的问题，如何提高调试效率，缩短研发周期，就需要一种调试测试工具——USB协议分析仪。
USB协议分析仪
USB协议分析仪是协议层的分析工具，是测试设备的一种。
对于USB这种高速串行总线来说，仅仅进行物理层测试是远远不够的，由于在高低电平中寓含着丰富的指令，传递着大量信息。
所以对于USB传输协议就需要专用的USB协议分析仪来分析测试，USB协议分析仪是按照标准的USB协议来分解数据，将包含有用信息的数据提取出来，并解释这些数据的含义。
随着设备之间传递数据速度的不断提高，越来越多的高速串行总线被使用，如SATA、SAS、Ethernet、FC等等，这些高速串行总线也同样有其协议分析工具。
为了让读者更好的了解USB协议分析仪的功能与用途，本文列举一个调试USB通信的小例子。
实验环境
如图所示，左侧计算机安装USB协议分析仪软件，加上USB协议分析仪主机构成USB 协议分析系统。
DE2实验板作为USB设备，右侧计算机安装应用程序对DE2进行操作。
我们主要关心安装有应用程序的计算机与DE2实验板之间的USB通信是否正常，并且希望了解这个通信过程是怎样完成的。
DE2实验板是教学过程中使用的开发板，针对USB通信接口部分有一片接口控制芯片，可通过加载固件程序控制USB数据传输，对于USB开发工程师来说，编写固件程序是实现USB通信的重要部分，但很难验证固件程序是否正确，是否按照工程师的意愿执行。
在PC 端安装有应用程序控制实现哪些功能，是在设备底层还需要编写驱动程序，确保可实现USB 通信，在生产研发中，驱动程序部分和应用程序部分大多由软件工程师完成，所以USB协议分析仪是硬件工程师和软件工程师都需要的测试设备。
USB协议分析仪是按照USB协议，将总线上的信号翻译成数据，再将数据逐层解析，分析其传输数据的含义。
在这个过程中，可将USB传输过程中的错误明确的指示出来，用户可根据上下文关系找到问题所在。
分析过程
在本实验中，如图所示，PC 端应用程序的主要功能是：按下ADD 键，给DE2发送加1的指令，显示在DE2实验板的液晶显示屏上；按下CLEAR 键，给设备发送清零的指令，DE2实验板的液晶显示屏上的显示为00；通过这个简单的应用程序，我们可以了解实验板上USB 固件程序，计算机上USB 驱动程序是否可以正确工作。
如图所示，在应用程序的源程序中，点击ADD ，发送的数据为“
A0 A1”，这个就是我们要在USB 传输了ADD 指令。
下面，我们用Ex200来捕获发送的ADD 指令数据以及其前后过程。
分析捕捉到的数据搜索到DATA0，DATA1数据包内容皆为“AA AB AC AD AE AF A0 A1”，与源代码一致。
如图所示，为DATA0数据包的内容。
我们每次按下ADD 控件，就可以捕获到这一组数据，这说明USB 通信没有问题，可以进行下一步的大数据量传输与通信。
又如图所示，在应用程序的源程序中，点击CLEAR ，发送的数据为“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，这个就是我们要在USB
传输了CLEAR 指令。
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我们用Ex200来捕获发送的CLEAR 指令数据以及其前后过程。
分析捕捉到的数据搜索到DATA0，DATA1数据包内容皆为“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，与源代码一致。
如图所示，为DATA0数据包的内容。
我们每次按下CLEAR 控件，就可以捕获到这一组数据。
另外，USB协议分析仪是一种很好的学习USB协议的工具，如图所示，通过USB协议分析仪可分析并了解USB设备枚举过程，在教学中可以生动地说明USB通信传输过程，在实际研发中，也可提高效率，缩短开发周期。
小结
USB协议分析仪是在USB开发过程中必不可少的工具，在研发过程中起到事半功倍的效果，随着USB通信接口的广泛使用，USB协议分析仪也会成为更普及的测试仪器。
经过一段时间的发展，USB协议分析仪也趋于成熟，主机体积更加小巧，不需要外加电源即可工作，软件界面更加人性化，让人一目了然。
USB协议从1.0到2.0，再到最新的USB3.0，协议分析仪也会追随USB协议发展的脚步，支持所有版本的测试。