USB一些解释说明

1、USB的重要关键字:

端点(Endpoint)：

位于USB设备或主机上的一个数据缓冲区，是USB设备中可以进行数据收发的最小单元，支持单向或者双向的数据传输，用来存放和发送USB的各种数据，每一个端点都有惟一的确定地址，有不同的传输特性(如输入端点、输出端点、配置端点、批量传输端点)。设备支持端点的数量是有限制的，除默认端点外低速设备最多支持2组端点(2 个输入，2 个输出)，高速和全速设备最多支持15组端点。

帧：

时间概念，在USB中，一帧就是1MS，它是一个独立的单元，包含了一系列总线动作，USB将1帧分为好几份，每一份是一个USB的传输动作。

上行：

设备到主机为上行

下行：

主机到设备为下行。

USB数据传输方法

数据在USB线里传送是由低位到高位发送的。
        USB采用不归零取反来传输数据，

当传输线上的差分数据输入0时就取反，输入1时就保持原值，

为了确保信号发送的准确性，当在USB总线上发送一个包时，传输设备就要进行位插入操作(即在数据流中每连续6个1后就插入一个0)，从而强迫NRZI码发生变化。

这些是由专门硬件处理的。

域：

USB数据最小的单位

由若干位组成(多少位由具体的域决定)，域可分为七个类型：

a)同步域(SYNC)

所有的USB包都由SYNC开始，高速包的SYNC宽度为32bit，全速/低速包的SYNC段度为8bit。

实际接收到的SYNC长度由于USB HUB的关系，可能会小于该值。八位的值固定为0000 0001，用于本地时钟与输入同步。

b）标识域(PID)

        由四位标识符 + 四位标识符反码构成，表明包的类型和格式。

USB的标识码有16种。USB2.0使用了十六种标识码，标识码的作用是用来说明包的属性的，标识码是和包联系在一起的，标识码分别有以下十六种：

 令牌包 :
        0x01：输出(OUT)启动一个方向为主机到设备的传输，并包含了设备地址和标号。
        0x09：输入(IN) 启动一个方向为设备到主机的传输，并包含了设备地址和标号。
        0x05：帧起始(SOF)表示一个帧的开始，并且包含了相应的帧号。
        0x0d：设置(SETUP)启动一个控制传输，用于主机对设备的初始化。

数据包 :
        0x03：偶数据包(DATA0)。
        0x0b：奇数据包(DATA1)。
  0x07：在一个微帧内高速，高宽带同步传输

0x0F：高速分组、高宽带同步传输

握手包:
        0x02：确认接收到无误的数据包(ACK)。
        0x0a：无效，接收(发送)端正在忙而无法接收(发送)信息。
        0x0e：错误，端点被禁止或不支持控制管道请求。

0x06：无响应返回（No response yet from receive）

特殊包

0x00：保留PID

0x0C：

0x0C：

0x08：

0x04：(Token)

0x0C前导，用于启动下行端口的低速设备的数据传输。  

c)地址域(ADDR)：

七位地址，代表了设备在主机上的地址

地址000 0000被命名为零地址，是任何设备第一次连接到主机时，在被主机配置、枚举前的默认地址，由此可以知道为什么一个USB主机只能接127个设备的原因。

d)端点域(ENDP)

四位，由此可知一个USB设备端点数量最大为16个

e)帧号域(FRAM)

11位，每一个帧都有一个特定的帧号，帧号域最大容量0x800，对于同步传输有重要意义。

f)数据域(DATA)：

长度为0~1023字节，在不同的传输类型中，数据域的长度各不相同，但必须为整数个字节的长度。

2、事物

有IN、OUT和SETUP三大事务，每一种事务都由令牌包、数据包、握手包三个阶段构成。

这里用阶段的意思是因为这些包的发送是有一定的时间先后顺序的，事务的三个阶段如下：

        1、令牌包阶段：启动一个输入、输出或设置的事务。
        2、数据包阶段：按输入、输出发送相应的数据。
        3、握手包阶段：返回数据接收情况。在同步传输的IN和OUT事务中没有这个阶段，这是比较特殊的。

1）、 IN事务：
        令牌包阶段——主机发送一个PID为IN的输入包给设备，通知设备要往主机发送数据；
        数据包阶段——设备根据情况会作出三种反应(要注意：数据包阶段也不总是传送数据的，根据传输情况还会提前进入握手包阶段)。

        1) 设备端点正常：设备往主机里面发出数据包(DATA0与DATA1交替)；

        2) 设备正在忙：无法往主机发出数据包就发送NAK无效包，IN事务提前结束，到了下一个IN事务才继续；

        3) 相应设备端点被禁止：发送错误包STALL包，事务也就提前结束了，总线进入空闲状态。

        握手包阶段——主机正确接收到数据之后就会向设备发送ACK包。

        2）、 OUT事务：
        令牌包阶段——主机发送一个PID为OUT的输出包给设备，通知设备要接收数据；

        数据包阶段——比较简单，就是主机会往设备送数据，DATA0与DATA1交替

        握手包阶段——设备根据情况会作出三种反应

        1) 设备端点接收正确，设备给主机返回ACK，通知主机可以发送新的数据，如果数据包发生了CRC校验错误，将不返回任何握手信息；

        2) 设备正在忙，无法给主机返回ACK，就发送NAK无效包，通知主机再次发送数据；

        3) 相应设备端点被禁止，发送错误包STALL包，事务提前结束，总线直接进入空闲状态。

  3）、SETUT事务：

        令牌包阶段——主机发送一个PID为SETUP的输出包给设备，通知设备要接收数据；

        数据包阶段——比较简单，就是主机往设备送数据，注意，这里只有一个固定为8个字节的DATA0包，这8个字节的内容就是标准的USB设备请求命令，详见2.4。

        握手包阶段——设备接收到主机的命令信息后，返回ACK，此后总线进入空闲状态，并准备下一个传输(在SETUP事务后通常是一个IN或OUT事务构成的传输)。