ＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭを使ってＵＳＢプロトコルの解析を！
ＶＨＤＬを速習！ ＸＣ９５１４４ＸＬ＋１６ＭＢ・ＳＩＭＭを使ってＵＳＢプロトコルアナライザを作ってしまいました！
主目的は差し迫った事情からＵＳＢプロトコルの解析をすることだったのですが、その手段として選んだのがコレ！
［第１６回］
●ＵＳＢ信号の構造などについて
ＵＳＢ信号を解読するためにはＵＳＢ信号の構造や、そこで使われるコードの意味などについて知らねばなりません。
［第１４回］の解読例でもＳＹＮＣ、ＳＯＦ、ＤＡＴＡ０など解説しなければ全く意味不明な用語がいっぱい出てきました。
そこでまずはＵＳＢ信号を構成する要素などの説明から始めようとしたのですが…。
はて？
はるかな昔にどこかで同じようなことを書いたような…。
しっかりと書いておりました。
「ＰＩＣでＵＳＢを！」の［第３２回］～［第３５回］あたりにかなり詳しく解説しておりました。
その前後にもＵＳＢに関するあれこれを書いておりますので、お時間がありましたらそれらも合わせてご一読いただければと思います。
あらためて読んでみましたら基本的なことがらにつきましては大体のところは書いてしまっているようです。
ただＰＩＤ（Ｐａｃｋｅｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ、直訳するとパケット識別子）については中途半端に説明したままになっておりましたので、以下にまとめておくことにいたします。
なお以下の説明に登場する用語について特に注釈をつけてないものにつきましては、 「ＰＩＣでＵＳＢを！」の［第３２回］～［第３５回］にて説明をしていますのでご参照ください。
●ＰＩＤ
ＵＳＢでのデータ伝送はサイズが１ｍｓのフレームという一種の枠にはめ込まれて行なわれます。
フレームはまさにその名の通り外枠でデータを運ぶための枠（入れ物）にすぎません。
ＵＳＢ信号を解読する上ではフレームは特に重要なものではありません。
実際フレームの中はがら空きであることも多く、中身がまるで無い空のフレームも沢山見られます。
フレームは１ｍｓごとに必ず送られますが、ＵＳＢ接続機器とホストとの間でのデータのやり取りは常時行なわれるとは限らないからです。
空のフレームであってもフレームの始まりを示すＳＯＦというパケットだけは必ず含まれて送られます。
パケットはＵＳＢ信号での最小の構成要素で、役割によっていくつかの種類があります。
パケットは同期をとるための同期信号パターン（８０Ｈ、ビット表現では１０００００００）で開始されます。
それに続いて送られるのがＰＩＤで４ビットのパターンに続いてそれの１と０を反転した４ビットのＰＩＤが続きます。
ＰＩＤはそのパケットの意味を示すもので以下の４種に分けられます。
| 種類 |
名称 |
コード |
意味 |
発行元 |
| トークン |
ＯＵＴ |
０００１ |
ホストから端末へのデータ送出 |
ホスト |
| ＩＮ |
１００１ |
端末に対してデータを送出するよう要求（送信要求） |
ホスト |
| ＳＯＦ |
０１０１ |
フレームの始まりを示す |
ホスト |
| ＳＥＴＵＰ |
１１０１ |
Enumerationのセットアップであることを示す |
ホスト |
| データ |
ＤＡＴＡ０ |
００１１ |
偶数データパケット |
ホスト／端末 |
| ＤＡＴＡ１ |
１０１１ |
奇数データパケット |
ホスト／端末 |
| ハンドシェイク |
ＡＣＫ |
００１０ |
受信成功 |
ホスト／端末 |
| ＮＡＫ |
１０１０ |
送信または受信準備ができていない（端末がビジーである） |
端末 |
| ＳＴＡＬＬ |
１１１０ |
なんらかの異常の発生を示す |
端末 |
| 特殊 |
ＰＲＥ |
１１００ |
ロースピード転送可 |
ホスト |
コードは４ビットですが上の表では１０通りのコードしかありません。
調べてみましたら上記の他にも割り当てられているＰＩＤコードがあるようです。
しかし当記事で扱うＨＩＤ通信で出てくるのは今のところ上記に限られています。
上記のうちでもＳＴＡＬＬとＰＲＥは実際には扱いません。
ですのでここで理解が必要なのはＯＵＴからＮＡＫまでの８通りということになります。
各パケットについてはＵＳＢプロトコルの解析を進めていく過程で適宜説明を加えていくつもりです。
●パケットのフォーマット
パケットは先頭に８ビットの同期信号パターンとそれに続いて各４ビットのＰＩＤ、ＰＩＤが送られるところまでは全ての種類で共通していますが、その後ろは種類によって異なっています。
以下に各パケットのフォーマットを示します。
（１）ＳＯＦパケット
８ ４ ４ １１ ５
（２）ＯＵＴ、ＩＮ、ＳＥＴＵＰパケット
８ ４ ４ ７ ４ ５
| ＳＹＮＣ |
ＰＩＤ |
ＰＩＤ |
アドレス |
ＥＰ番号 |
ＣＲＣ５ |
（３）ＤＡＴＡ０、ＤＡＴＡ１パケット
８ ４ ４ ０～６４ １６
（４）ＡＣＫ、ＮＡＫ、ＳＴＡＬＬパケット
８ ４ ４
上記フォーマットの上に記した数値はビット長です。
ＥＰ番号はエンドポイント№です。
ＣＲＣ５、ＣＲＣ１６は誤り検出用のチェックサムで、なんだかややこしい計算をするようです。
しかしＰＩＣの場合にはＣＲＣについてはＳＩＥ（ＵＳＢ Ｓｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅ）がこなしてくれますから、ユーザーがそれを意識する必要は全くありません。
また当記事でのＵＳＢプロトコルの解析でも特に意識する必要はありません。
上のフォーマットにありますように（４）のハンドシェークパケットにはＣＲＣはありません。
ＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭを使ってＵＳＢプロトコルの解析を！［第１６回］
２０１４．２．１４ｕｐｌｏａｄ
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