XMOS EQ HID 通信协议规范¶
协议概述 ¶
功能定位与范围
本文档详细描述了XMOS EQ HID设备与PC端GUI软件之间的通信协议。该协议提供了EQ模式控制、参数设置和设备信息获取的完整功能集。
一、协议基础规范 ¶
1.1 底层通信协议¶
基于USB HID (Human Interface Device) 协议
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 传输方式 | USB HID |
| 数据包大小 | 64字节（包含1字节Report ID 0x01） |
| 有效数据 | 63字节 |
| 字节序 | 小端序（Little Endian） |
| 同步头 | 0x77 (固定第一个字节) |
1.2 HID设备识别¶
| 参数 | 值 | 说明 |
|---|---|---|
| Usage Page | 0xff82 或 0xff83 | HID设备类型标识 |
| Report ID | 0x01 | 发送时作为第一个字节 |
| 传输模式 | 非阻塞模式 | 避免GUI卡顿 |
1.3 通信机制¶
数据传输说明
- 所有数据均采用小端序（Little Endian）传输
- 同步头0x77必须作为每个数据包的第一个字节
- 建议命令间隔5ms以上，避免设备处理不及时
二、协议命令集 ¶
2.1 命令分类概览¶
命令使用说明
- 所有命令必须包含同步头0x77作为第一个字节
- 数据包总长度固定为63字节（不含Report ID）
- 未使用的字节必须填充为0
2.1.1 命令头定义¶
| 命令头 | 命令名称 | 功能描述 | 方向 |
|---|---|---|---|
| 0x8B | READ_EQ_MODE | 读取EQ模式状态 | PC → 设备 |
| 0x8C | SET_EQ_MODE | 设置EQ模式 | PC → 设备 |
| 0x8D | SET_EQ_PARAMS | 设置EQ参数 | PC → 设备 |
| 0x8E | READ_EQ_PARAMS | 读取EQ参数 | PC ↔ 设备 |
| 0x8F | SAVE_USER_MODE | 保存用户模式 | PC → 设备 |
| 0x90 | READ_ALL_MODES | 读取所有模式信息 | PC ↔ 设备 |
| 0x91 | RESET_USER_MODE | 重置用户模式 | PC → 设备 |
| 0x92 | GET_DEVICE_INFO | 获取设备信息 | PC ↔ 设备 |
2.2 详细命令格式¶
2.2.1 读取EQ模式（0x8B）¶
功能说明: 读取当前设备EQ模式值
请求格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x8B |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | mode | 查询的模式值 |
| 7-62 | 56 | reserved | 保留字段（填充0） |
2.2.2 设置EQ模式（0x8C）¶
功能说明: 正式的模式设置命令
数据包格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x8C |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | mode | 模式值 (0-5: 预设模式, 6-7: 用户模式, 8: 禁用EQ) |
| 7-62 | 56 | reserved | 保留字段（填充0） |
2.2.3 设置EQ参数（0x8D）¶
功能说明: 发送单个滤波器的完整参数和系数
数据包格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x8D |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | total_gain_db | 总增益补偿 (dB, 8位有符号整数) |
| 7 | 1 | filter_index | 滤波器索引 (0-7) |
| 8 | 1 | filter_type | 滤波器类型码 |
| 9 | 4 | fc | 中心频率 (Hz, 32位无符号整数) |
| 13 | 4 | q_value | Q值 (Q15.15格式, 32位有符号整数) |
| 17 | 4 | bandwidth | 带宽 (Hz, 32位无符号整数) |
| 21 | 4 | gain | 增益 (Q15.15格式, 32位有符号整数) |
| 25 | 38 | reserved | 保留字段（填充0） |
滤波器类型码定义:
| 类型码 | 滤波器类型 | 英文名称 |
|---|---|---|
| 0x00 | bypass滤波器 | Bypass Filter |
| 0x01 | 全通滤波器 | All-pass Filter |
| 0x02 | 峰值滤波器 | Peaking Filter |
| 0x03 | 低通滤波器 | Low-pass Filter |
| 0x04 | 高通滤波器 | High-pass Filter |
| 0x05 | 带通滤波器 | Band-pass Filter |
| 0x06 | 带阻滤波器 | Band-stop Filter |
| 0x07 | 陷波滤波器 | Notch Filter |
| 0x08 | 恒定Q值滤波器 | Constant-Q Filter |
| 0x09 | 低架滤波器 | Low-shelf Filter |
| 0x0A | 高架滤波器 | High-shelf Filter |
数值格式定义:
Q15.15格式说明
- Q15.15格式: 16位整数部分 + 16位小数部分
- 例如: Q值1.414 → 0x00016A09
2.2.4 读取EQ参数（0x8E）¶
功能说明: 读取指定滤波器的参数
请求格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x8E |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | eq_index | 要读取的EQ索引 (0-7) |
| 7-62 | 56 | reserved | 保留字段（填充0） |
响应格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x8E (回显) |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | total_gain_db | 总增益补偿 (dB, 8位有符号整数) |
| 7 | 1 | eq_index | EQ索引 (0-7) |
| 8 | 1 | filter_type | 滤波器类型码 |
| 9 | 4 | fc | 中心频率 (Hz, 32位无符号整数) |
| 13 | 4 | q_value | Q值 (Q15.15格式, 32位有符号整数) |
| 17 | 4 | bandwidth | 带宽 (Hz, 32位无符号整数) |
| 21 | 4 | gain | 增益 (Q15.15格式, 32位有符号整数) |
| 25 | 38 | reserved | 保留字段（填充0） |
2.2.5 保存用户模式（0x8F）¶
功能说明: 将当前EQ参数保存到指定用户模式
请求格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x8F |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | user_mode | 用户模式索引 (6-7) |
| 7 | 1 | source_mode | 源模式索引 (当前活动模式，用于复制参数) |
| 8-62 | 55 | reserved | 保留字段（填充0） |
2.2.6 读取所有模式信息（0x90）¶
功能说明: 获取所有模式的基本信息和状态
请求格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x90 |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6-62 | 57 | reserved | 保留字段（填充0） |
响应格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x90 (回显) |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | current_mode | 当前活动模式 |
| 7 | 1 | eq_enabled | EQ总开关状态 (0: 关闭, 1: 开启) |
| 8 | 8 | mode_status | 模式状态数组 (每字节对应一个模式: 0=默认, 1=已修改, 2=已保存) |
| 16 | 8 | mode_names | 模式名称索引 (预设模式的名称标识) |
| 24 | 39 | reserved | 保留字段（填充0） |
2.2.7 重置用户模式（0x91）¶
功能说明: 将用户模式重置为默认状态
请求格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x91 |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 1 | user_mode | 要重置的用户模式索引 (6-7, 0xFF表示重置所有用户模式) |
| 7-62 | 56 | reserved | 保留字段（填充0） |
2.2.8 获取设备信息（0x92）¶
功能说明: 获取设备的基本标识信息
请求格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x92 |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6-62 | 57 | reserved | 保留字段（填充0） |
响应格式（63字节）:
| 偏移 | 长度 | 字段名 | 描述 |
|---|---|---|---|
| 0 | 1 | sync_header | 同步头: 0x77 |
| 1 | 1 | cmd_header | 命令头: 0x92 (回显) |
| 2 | 4 | sample_rate | 采样率 (Hz, 32位小端) |
| 6 | 2 | vendor_id | 厂商ID (VID, 16位小端) |
| 8 | 2 | product_id | 产品ID (PID, 16位小端) |
| 10 | 2 | device_version | 设备版本号 (BCD格式) |
| 12 | 32 | device_name | 设备名称 (UTF-8编码, 以\0结尾) |
| 44 | 4 | serial_number | 序列号 (32位无符号整数) |
| 48 | 2 | protocol_ver | 协议版本 (主版本.次版本, 各占1字节) |
| 50 | 1 | eq_band_count | 支持的EQ频段数量 |
| 51 | 1 | mode_count | 支持的模式数量 |
| 52 | 11 | reserved | 保留字段（填充0） |
三、数据流程和时序 ¶
3.1 典型操作流程¶
3.1.1 模式切换流程¶
- GUI发送SET_EQ_MODE命令 (0x8C)
- 设备更新内部模式状态
- GUI发送READ_EQ_MODE命令 (0x8B) 确认
- 设备响应当前模式状态
3.1.2 参数设置流程¶
- GUI发送SET_EQ_MODE命令切换到相应模式 (0x8C)
- 逐个发送8个滤波器的命令 (0x8D)
- 设备接收并更新内部参数缓存
- 可选: 发送READ_EQ_PARAMS命令验证参数
3.1.3 参数读取流程¶
- GUI发送SET_EQ_MODE命令切换到相应模式 (0x8C)
- GUI发送READ_EQ_PARAMS请求 (0x8E)
- 设备准备响应数据
- GUI读取响应
3.2 时序要求与约束¶
时序要求
- 命令间隔: 建议5ms以上
- 读取延时: 发送读取请求后等待100ms
- 模式切换: 完成后等待设备内部状态稳定
协议限制和约束
硬件限制
- 滤波器数量: 固定8个滤波器（MAX_EQ_BANDS = 8）
- 模式数量: 支持8个EQ模式（0-5为预设模式，6-7为用户模式）+ 1个禁用模式（8）
- 采样率支持: 44.1kHz, 48kHz, 88.2kHz, 96kHz, 176.4kHz, 192kHz
参数范围
| 参数 | 范围 | 格式 |
|---|---|---|
| 中心频率 (fc) | 20Hz - 20kHz | 32位无符号整数 |
| Q值 | 0.1 - 30.0 | Q15.15格式 |
| 增益 | -24dB - +24dB | Q15.15格式 |
| 总增益 | -24dB - 0dB | 8位有符号整数 |
四、预设模式定义 ¶
4.1 模式分类¶
| 模式索引 | 模式名称 | 用途描述 | 类型 |
|---|---|---|---|
| 0 | Flat/Linear | 平坦响应，无EQ处理 | 预设模式 |
| 1 | Pop/Rock | 流行摇滚音乐优化 | 预设模式 |
| 2 | Classical | 古典音乐优化 | 预设模式 |
| 3 | Jazz | 爵士音乐优化 | 预设模式 |
| 4 | Vocal | 人声增强 | 预设模式 |
| 5 | Bass Boost | 低音增强 | 预设模式 |
| 6 | User 1 | 用户自定义模式1 | 用户模式 |
| 7 | User 2 | 用户自定义模式2 | 用户模式 |
| 8 | Disabled | EQ功能禁用 | 特殊模式 |
模式特性说明
- 预设模式: 出厂预设，不可修改，针对特定音乐类型优化
- 用户模式: 支持用户自定义参数，可保存和重置
- 禁用模式: 完全关闭EQ处理，音频信号直通
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