RS232 over USB 簡介

RS232 over USB就是所謂的USB UART。現在這個東西會流行的原因，主要是現在很多電腦根本就沒有COM port，所以只好用USB來橋接並模擬UART。下圖是個很簡單的示意圖，會有這種需求的大多是工程師吧...。

USB對於這個東西的規範是落在Communication Device Class內，縮寫就是CDC。以下都用CDC描述。因為CDC包含太多類別了，所以CDC規格書裡面有定義這些類別的對應規格：

RS232 over USB是屬於Abstract  Control Model這個類別裡，所以請參考USBPSTN這個規格書吧，以下都會用CDC-ACM來代表RS232 over USB。

翻開PSTN規格書，它裡面定義了三種Model：

• Direct Line Control Model 
• Abstract Control Model 
• Telephony Control Model 

本文只介紹Abstract Control Model，因為它就是我們要的。注意一下，因為UART並不需要支援AT command，所以Class Protocol Code可以是0：

接著就是如何寫CDC-ACM的descriptor了。請注意，CDC規格定義一個CDC裝置必須支援兩個Interface，一個Interface描述這個function所支援的功能，而另外一個則是描述資料傳輸的通道。然而，如果一個裝置宣告它支援兩個Interface，一般就表示它支援兩個function。這很明顯跟USB 2.0規範相衝突，所以IAD就上場啦。IAD全名是Interface Association Descriptor，它的功用就是拿來宣告某幾個interface其實是屬於同一個function，這樣就解決這個問題。IAD的規格現在已經包含在USB2.0之內，usb.org可以下載的到。

CDC規格有規定第一個interface要額外支援的descriptor：

• Header Functional Descriptor：沒甚麼特殊，照抄即可。
• Union Functional Descriptor ：沒甚麼特殊，照抄即可。
• Country Selection Functional Descriptor：雖然說是必須的，但是好像不用提供也可以？
• Interrupt Endpoint Descriptor (Optional) ：雖然說是非必須，但是最好要提供？

PSTN規格還規定第一個Interface要額外支援的Descriptor：

• Call Management Functional Descriptor：比較值得注意的是bmCapability這個欄位，其實都是0就可以了...。

• Abstract Control Management Functional Descriptor：一樣，比較值得注意的是bmCapability這個欄位，只要支援D1這個bit就可以，其他的就看要不要支援了。

而第二個Interface則是很簡單，它單純只是宣告資料傳輸的途徑：

• Standard Interface Descriptor
• Bulk-In Endpoint Descriptor
• Bulk-Out Endpoint Descriptor 

接下來是CDC-ACM必須支援的Class Requests：

如果只是要實作CDC-ACM，其實不用管SendEncapsulatedCommmand跟GetEncapsulatedResponse，因為不用支援AT command，所以Host根本就不會發這兩個Class Request。SetLineCoding、GetLineCoding、跟SetControlLineStatus則是要支援，因為我們在Abstract Control Management Functional Descriptor內的bmCapability欄位說有支援。

提供正確的descriptor給Host之後，Host就會認到你的CDC-ACM裝置，如果你用任何一個Terminal工具像是TeraTerm去開啟它的話，Host會透過SetLineCoding跟SetControlLineStatus去設定這個CDC-ACM的屬性，而你的裝置就應該可以開始傳輸資料了。運氣好的話，就可以在TeraTerm內看到一些字了。

市面上有蠻多便宜的CDC-ACM裝置，他們的主要缺點是，只要印多一點的字，就會開始印亂碼，我猜這主要是因為這些裝置通常內建記憶體很小，當從實體UART來的資料超多時，他們就會來不及把這些資料傳給Host，然後就開始掉字，如果很不幸，掉的是一些控制字元，就會出現亂碼了。便宜沒好貨啊。