完整版USB通讯协议通用规范.docx
《完整版USB通讯协议通用规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版USB通讯协议通用规范.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
完整版USB通讯协议通用规范
鸿合白板硬件设计通用规范
鸿合研究院–技术研发中心
2012/03/09V1.02012/04/13V2.0
一、现状和需要解决的问题
1、目前我们自研的白板，共有红外（可能有多种方案）、电磁、压感、光学4种；
2、这些白板中，目前以及后续可能支持的接口方式有：
USB、串口、HID、无线连接、网络连接。
对于每种接口方式，不同的白板都需要实现一遍，带来很多重复的开发，同时既有产品，也不便于更换接口方式。
3、每种白板，不同的尺寸、型号以及微小变化，可能都会有一些特定的内置参数。
4、这些白板的尺寸和快捷按键的设置，也各不相同。
5、并不是所有的白板都支持序列号、快捷按键信息的自动获取、定位信息的保存等特性，给用户的使用带来了混乱。
6、上述这些变化，对于固件程序的维护、驱动程序的维护、生产备料、售后维护等等方面，都会带来很大的困扰。
吸取我们目前设计HID白板的经验，对于后续白板的硬件设计，非常有必要进行一个规范化的要求。
在此规范化的框架之下，接口方式的变化、白板内置参数的调整、快捷按键的设置、白板序列号、固件自动升级、定位信息的自动保存等等问题，将会有一个统一的方法。
已经出货以及在产的白板先不考虑，本规范适用于未来鸿合白板的硬件设计。
二、方案设想
关于接口方式的标准：
未来的白板，将只支持三种接口方式：
1、有线HID
2、无线连接（串口）
3、网络连接（IP）
这三种接口方式，通过通用的接口板去实现。
更换接口方式，主控板不用变化，只需更换不同的接口板即可。
这些接口板和白板类型无关，是通用接口板。
主控板可以内置在板体中，也可以外置。
接口板外置在板体之外，便于更换。
两者之间通过一个标准的短连接线连接。
主控板只负责白板逻辑的处理，所有和接口相关的处理都放在接口板上（HID的处理、无线的处理、网络的处理等）。
关于内置Flash的标准：
在主控板上，内置Flash，用于存放各种内置参数、快捷按键的设置、白板序列号、白板定位信息等等内容，通过统一的协议进行写入和读取。
在这种框架下，驱动程序只需要和三种接口板打交道；不管什么接口，获取的信息都是相同的：
白板类型、快捷按键的设置、固件版本号、产品序列号、定位信息的保存等等，都可以在所有的产品、所有的接口方式上实现，对于产品的标准化管理非常有利。
三种接口板一旦调试稳定，则可以适用到各种白板上，不用重复开发；
主控板的开发也单纯很多，不用考虑各种接口的问题，只针对鸿合内部的通讯协议即可。
同一种类型的白板，不管型号、大小、快捷按键的配置等是否相同，主控板本身都是相同的。
所有配置信息（包括序列号等）都存放在主控板中，生产时根据不同的型号写入不同的信息。
特别说明：
复合白板的结构。
复合白板是一种很特殊的白板，同时集成了电磁和红外两种技术，用户可以同时使用手指和电磁笔进行操作，在高层软件一端，手指操作和电磁笔操作，可以执行不同的功能。
三、白板硬件和驱动程序之间的消息类型
如果不考虑无驱HID工作模式，则在有驱工作模式下，白板和驱动程序之间需要传递的消息，根据我们以往的经验，总共有如下的消息：
1、和具体接口相关的控制指令（比如无线专用类控制指令、HID握手指令等）
2、白板握手类指令（*，带星号的指令是必须支持的指令）
3、心跳类指令（*）
4、操作数据上行（要考虑多点数据）（*）
5、笔托类指令
6、硬按键类指令
7、Flash类指令（各种配置信息、定位信息的自动保存等等）（*）
8、固件升级类指令
9、各种专用测试类指令
每个白板，不一定要支持全部的指令，但是需要支持其中的主要部分（带星号的指令必须支持），而且，必须按照统一的指令格式，即本文档规定的格式。
后续如果有扩充，则对本文档进行扩充和完善。
四、HID白板硬件设计规范（一体式）
现有的HID白板，不同类型的白板，HID接口电路和主控板是一体的，而且是有线连接的。
对于主控板和接口板的处理，为了减低成本等原因，可以考虑保持现有的模式不动，不强制分离。
但是在实现的功能和指令格式上，则需要保持一致。
存在的缺陷就是：
这些白板将只能支持HID有线连接，不能通过更换接口板切换到其他连接方式。
如下内容，基本来自原“鸿合HID设备设计规范”，做了一定的优化和改进。
一体式HID主控板，在硬件上需要实现两种工作模式：
免驱模式和有驱模式。
HID白板的VID/PID规范：
现有已经出货的HID白板，VID/PID比较多，显得很混乱。
红外的VID=0x1cbe,PID=0x0114;2points
电磁的VID=0x1cbe,PID=0x0117;1/2
光学的VID=0x4623,PID=0x0117;1
红外多点的VID=0x4623,PID=0x011a;2-4
日本模组的光学VID=0x1477,PID=0x1223，2
已经出货的，保持现状不动。
目前我们正在申请鸿合专用VID/PID，后续所有新研发的HID白板，将统一使用这个VID/PID，遵循统一的握手指令和数据通讯指令。
鸿合专用VID已经于2012/06月获取，10进制10071，16进制为0x2757。
HID免驱模式下的协议规范（端口1）：
协议集H0
使用标准的Win7-touch协议，详细的指令格式（2点一个包）
字节
描述
值
0
报告ID
0x1
1
第一笔报告标志位，PenType
0x04抬笔,0x07压下,0x00,无效
2
第一笔笔画标识，PenId
0x00
3,4
第一笔X方向坐标
0-0X7FFF
5,6
第一笔Y方向坐标
0-0X7FFF
7
第二笔报告标志位，PenType
0x04抬笔,0x07压下,0x00,无效
8
第二笔笔画标识，PenId
0x01
9,10
第二笔X方向坐标
0-0X7FFF
11,12
第二笔Y方向坐标
0-0X7FFF
13
笔画数目
2
或（4点一个包）
字节
描述
值
0
报告ID
0x1
1
第一笔报告标志位，PenType
0x04抬笔,0x07压下,0x00,无效
2
第一笔笔画标识，PenId
0x00
3,4
第一笔X方向坐标
0-0X7FFF
5,6
第一笔Y方向坐标
0-0X7FFF
7
第二笔报告标志位，PenType
0x04抬笔,0x07压下,0x00,无效
8
第二笔笔画标识，PenID
0x01
9,10
第二笔X方向坐标
0-0X7FFF
11,12
第二笔Y方向坐标
0-0X7FFF
13
第三笔报告标志位，PenType
0x04抬笔,0x07压下,0x00,无效
14
第三笔笔画标识，Penid
0x02
15,16
第三笔X方向坐标
0-0X7FFF
17,18
第三笔Y方向坐标
0-0X7FFF
19
第四笔报告标志位，PenType
0x04抬笔,0x07压下,0x00,无效
20
第四笔笔画标识，Penid
0x03
21,22
第四笔X方向坐标
0-0X7FFF
23,24
第四笔Y方向坐标
0-0X7FFF
25
笔画数目
4
同时，该HID设备的reportconfigdescriptor必须按照上述规定进行明确的定义；
该HID设备的productstringdescriptor，必须符合鸿合设备规范：
HiteBoard-XXX。
前10个字符，必须是“HiteBoard”。
HID自定义端口的协议规范（端口2）：
协议集H1
所有指令，采用64字节定长数据包，不足部分补0；所有指令，通过自定义HID端口上下行。
包括如下指令：
1.白板握手包
02
1
Q00000000000000
Q0随机数
2.白板握手返回包
02
1
T0V0V1V2V3D0D1D2D3P0Q000
T0：
1：
红外，2：
电磁，3：
压感，4：
CCD，5：
手写板，6：
红外书写框，7：
电磁书写屏，8：
复合白板，9：
红外多点白板，10台湾力新的光学白板，11：
多点红外方案2
V0–V3：
固件程序版本（BCD码）
D0–D3：
设计日期（BCD码）
P0：
最大可操作点数
Q0：
随机数
3.工作模式控制包
02
4
T000000000000
T0=1：
休眠模式。
可以进行Flash的读写访问，同时停止扫描，停止心跳
T0=2：
免驱工作模式。
所有数据，按照标准Win7格式，从端口1上行。
T0=3：
有驱工作模式。
所有数据，按照自定义格式，从端口2上行。
特别说明：
这个是一个显式的强制模式设置指令，有驱动程序下发该指令，对白板的工作模式进行强制设置。
同时，白板硬件也需要有一个隐含的模式切换机制：
当和驱动程序之间的心跳断开之后的6-8秒内，要自动切换到无驱工作模式下。
4.工作模式控制包回复
02
4
T000000000000
成功:
T0原来的值返回
失败:
T0为0xff值返回
5.心跳包
02
3
00000000000000
白板主控板在没有任何操作的时候，每2秒上行一个心跳包，驱动程序收到后直接回复。
驱动程序在6-8秒内没有收到任何心跳，则认为连接丢失，会重新握手；白板主控板在6-8秒之内没有收到驱动返回的心跳回复，则认为驱动程序退出，自动进入免驱模式。
6.操作数据类命令
各种白板操作的数据，要考虑到电磁、压感、红外、光学等各种白板的各种特性和操作。
1）、白板操作数据：
字节
描述
值
0,1
报告ID
0x020x10
2
PenID
0x00：
无效，1-n：
PenId
3
操作类型
1：
PenUp，2：
PenDown，3：
PenRight（电磁右键），4：
PenReserved（电磁保留按键），5：
Eraser（电磁板擦），6：
Rover（红外漫游）
4,5
X
0-0X7FFF
6,7
Y
0-0X7FFF
8,9
额外参数
对于电磁，存放实际的频率；对于压感，存放电阻值
10
信号来源
0：
红外、1：
电磁、2：
压感、3：
光学，（用于复合白板）
11
PenID
0x00：
无效，1-n：
PenId
12
操作类型
1：
PenUp，2：
PenDown，3：
PenRight（电磁右键），4：
PenReserved（电磁保留按键），5：
Eraser（电磁板擦），6：
Rover（红外漫游）
13,14
X
0-0X7FFF
15,16
Y
0-0X7FFF
17,18
额外参数
对于电磁，存放实际的频率；对于压感，存放电阻值
19
信号来源
0：
红外、1：
电磁、2：
压感、3：
光学，（用于复合白板）
20
PenID
0x00：
无效，1-n：
PenId
21
操作类型
1：
PenUp，2：
PenDown，3：
PenRight（电磁右键），4：
PenReserved（电磁保留按键），5：
Eraser（电磁板擦），6：
Rover（红外漫游）
22,23
X
0-0X7FFF
24,25
Y
0-0X7
升级会员 