USB nasıl çalışır? Enumeration süreci, endpoint'ler ve transfer tipleri nelerdir?

USB host merkezli bir protokoldür: tüm iletişimi host başlatır, device sadece host sorduğunda cevap verir. Bir device bağlandığında host onu tanımak için enumeration yapar, sonra uygun class sürücüsünü yükler.

Enumeration adımları

1. Device bağlanır; D+ (full speed) veya D- (low speed) hattındaki pull-up direncinden host bağlantıyı ve hızı algılar.
2. Host bus'ı resetler, adres 0 üzerinden GET_DESCRIPTOR (Device) ister.
3. Host SET_ADDRESS ile device'a benzersiz bir adres verir.
4. Device, configuration, interface, endpoint ve string descriptor'ları okunur.
5. SET_CONFIGURATION ile device kullanıma hazır hale gelir; host VID/PID veya class koduna göre sürücü seçer.

Endpoint'ler

• Endpoint, device tarafında bir veri tamponudur; yönü (IN = device'tan host'a, OUT = host'tan device'a) ve numarası vardır.
• Endpoint 0 her device'ta zorunludur ve kontrol (setup) istekleri için kullanılır.

Transfer tipleri

Hızlar

Low Speed 1.5 Mbps, Full Speed 12 Mbps, High Speed 480 Mbps, SuperSpeed 5 Gbps ve üzeri. Çoğu MCU'da dahili PHY ile Full Speed bulunur; High Speed için genellikle harici ULPI PHY gerekir.

Gömülü pratik

• Full Speed USB, hassas bir 48 MHz saat ister: kristal + PLL ya da clock recovery system (CRS) ile ayarlanan HSI48.
• Hazır class'lar sürücü yazmayı gereksiz kılar: CDC-ACM (sanal seri port), HID, MSC, DFU.
• Yaygın stack'ler: TinyUSB, STM32 USB Device Library, Zephyr USB stack.
• Ticari ürün için kendi VID/PID'niz gerekir (USB-IF'ten satın alınır veya üretici alt-PID programları kullanılır).

Not: "Interrupt transfer" ismi yanıltıcıdır; device host'u kesmez, host belirlenen aralıkla device'ı yoklar (polling).