USB通信协议深入理解 _小知识

0. 基本概念一个【传输】(控制、批量、中断、等时)：由多个【事务】组成；
一个【事务】(IN、OUT、SETUP)：由一多个【Packet】组成。
USB数据在【主机软件】与【USB设备特定的端点】间被传输。【主机软件】与【USB设备特定的端点】间的关联叫做【pipes】。一个USB设备可以有多个管道(pipes) 。
1. 包(Packet)包（Packet）是USB系统中信息传输的基本单元，所有数据都是经过打包后在总线上传输的。数据在 USB总线上的传输以包为单位，包只能在帧内传输。高速USB 总线的帧周期为125us，全速以及低速 USB 总线的帧周期为 1ms 。帧的起始由一个特定的包（SOF 包）表示，帧尾为 EOF 。EOF不是一个包，而是一种电平状态，EOF期间不允许有数据传输。
注意：虽然高速USB总线和全速/低速USB总线的帧周期不一样，但是SOF包中帧编号的增加速度是一样的，因为在高速USB系统中，SOF包中帧编号实际上取得是计数器的高11位，最低三位作为微帧编号没有使用，因此其帧编号的增加周期也为 1mS

USB总线上的情形是怎样的？

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包是USB总线上数据传输的最小单位，不能被打断或干扰，否则会引发错误。若干个数据包组成一次事务传输，一次事务传输也不能打断，属于一次事务传输的几个包必须连续，不能跨帧完成。一次传输由一次到多次事务传输构成，可以跨帧完成。
USB包由五部分组成，即同步字段（SYNC）、包标识符字段（PID）、数据字段、循环冗余校验字段（CRC）和包结尾字段（EOP），包的基本格式如下图：

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1.1 PID类型(即包类型)

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1.2 Token Packets

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此格式适用于IN、OUT、SETUP、PING 。
PID 数据传输方向
IN Device->Host
OUT Host->Device
SETUP Host->Device
PING Device->Host
1.3 Start-of-Frame(SOF) PacketsSOF包由Host发送给Device 。

对于full-speed总线，每隔1.00 ms ±0.0005 ms发送一次；
对于high-speed总线，每隔125 μs ±0.0625 μs发送一次；

SOF包构成如下图所示

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1.4 Data Packets

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有四种类类型的数据包：DATA0, DATA1, DATA2,and MDATA，且由PID来区分。DATA0和DATA1被定义为支持数据切换同步(data toggle synchronization) 。
1.5 Handshake Packets

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ACK: 对于IN事务，它将由host发出；对于OUT、SETUP和PING事务，它将由device发出。
NAK: 在数据阶段，对于IN事务，它将由device发出；在握手阶段，对于OUT和PING事务，它也将由device发出；host从不发送NAK包。

2. 事务(Transaction)在USB上数据信息的一次接收或发送的处理过程称为事务处理（Transaction）即：The delivery of service to an endpoint 。一个事务由一系统packet组成，具体由哪些packet组成，它取决于具体的事务。可能由如下包组成：