USB基础知识

1. USB是什么？
USB是Universal Serial Bus的缩写，中文译为通用串行总线。
2. 一些重要概念
主机（Host）和设备（Device）
接口（Interface）
管道(Pipe)是主机与设备端点数据传输的连接通道，代表了主机的数据缓冲区与设备端点间交互数据的能力。管道包括数据流管道和消息管道。
端点(Endpoint),实际上是设备硬件上具有一定大小的数据缓冲区。USB系统中，每一个端点都有唯一的地址，是由设备地址和端点号给出的。默认设置端点0用作控制传输端点，其他端点必须在设备被主机配置后才能使用。
上行、下行：upstream、downstream，设备到主机为上行，主机到设备为下行。

3. USB的数据格式
USB数据是由二进制数字串构成的，首先数字串构成域，域再构成包，包再构成事务（IN、OUT、SETUP），事务最后构成传输（中断传输、并行传输、批量传输和控制传输）。
域：是USB数据最小的单位，可分为七个类型：同步域（SYNC）、标识域（PID）、地址域（ADDR）、端点域（ENDP）、帧号域（FRAM）、数据域（DATA）、校验域（CRC）；
包：由域构成。可分为四种类型：令牌包、数据包、握手包和特殊包。
事务：一般由令牌包、数据包（可选）、握手包组成。
①令牌包：用来启动一个事务，总是由主机发送。
②数据包：可以从主机到设备，也可以由设备到主机，方向由令牌包决定。
③握手包：通常情况，数据的接收者发送握手包（ACK或者NAK）。
总结：USB的最小单元是“域”，由“域”构成了“包”，再由“包”构成了“事务”，最后由“事务”构成了“传输”，在应用层面，我们看到的只是传输，所以USB协议栈就需要完成传输以下的所有事情。

4. USB的四种传输类型
USB协议规定了四种传输类型：控制传输、批量传输、同步传输、中断传输。
控制传输，分三个过程，建立过程、数据过程（可选）、状态过程。
主要应用于设备的枚举过程和对数据准确性要求较高的场合。
同步传输，是一种实时的、不可靠的传输，不支持错误重发机制，
主要用在数据量大，对实时性要求较高的场合。
批量传输，使用批量传输事务，一次批量传输事务分为三个阶段：令牌包阶段、数据包阶段、握手包阶段。
批量传输是一种可靠的单向传输，但延迟没有保证，它尽量利用可以利用的带宽来完成传输，适合数据量比较大的传输。
中断传输，是一种轮询的传输方式。
主要用在数据量小，但对时间要求严格的场合。如人机接口设备(HID)中的鼠标、键盘等。
PS.
一个具体的端点只能工作在一种传输模式下。通常我们把工作在什么模式下的端点，叫做什么端点。如控制端点、批量端点、同步端点、中断端点。
端点0是设备的默认控制端点，在设备上电后就存在并可以使用，在Set Config之前所有的传输都是通过端点0传输的。
端点描述符中规定了端点所能支持的最大包长。

5. USB相关的硬件
USB设备，从物理上的逻辑结构来说，包含了主机Host端和设备Device端。其中，主机Host，有对应的硬件的USB主机控制器Host Controller，而设备端，连接的是对应的USB设备。
由于历史原因，导致USB的主机控制器，出现了多种不同的类型，即OHCI和UHCI,EHCI,xHCI.

6. USB相关软件
如果某个USB设备正常工作，除了对应的硬件之外，还需要对应的软件支持。
USB设备端的固件：对于USB设备端来说，内部是需要有对应的设备端的驱动，它实现了对应的设备端的USB所要做的事情，主要是相应的一些标准的请求，完成对应的数据读取和写入等。
主机Host端，也需要对应的驱动，此部分驱动，无论是Linux下，还是Windows下，都已经实现了常见的驱动，所以一般来说，很少需要驱动开发者再去写相关的驱动程序。

后续，会更新USB请求及描述符…