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# USB通讯协议
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[参考文章1:USB协通讯议](http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8484113)
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[参考文章2:USB协通讯议](https://wenku.baidu.com/view/172255d0ce2f0066f533222d.html)
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## 基本概念
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USB采用LittleEndian字节顺序,在总线上先传输最低有效位,最后传输最高有效位
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采用NRZI编码,若遇到连续6个1要求插入一个0
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## 传输类型,事务,包的关系
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USB的4种传输类型
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- 控制传输(Control Transfer)
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- 批量传输(Bulk Transfer)
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- 中断传输(Interrupt Transfer)
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- 同步传输(Isochronous)
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每种传输都由若干个事务(Transation)组成
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每个事务由一个或多个包(Packet)组成
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## 包(Packet)
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包(Packet)是USB系统中信息传输的基本单位,其组成如下
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- 同步字段(SYNC),用来产生同步作用
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- 包标识符字段(PID),表示数据分包类型
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- 数据字段(可以包含ADDR, ENDP, FrameNumber, DATA)
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- 循环冗余校验字段(CRC)
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- 包结尾字段(EOP)
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|SYNC|PID|DATA|CRC
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|--|--|--|--
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|8bit:FS/LS,32bit:HS||ADDR,ENDP,FrameNumber,Data|
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### 包(Packet)类型
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根据PID的不同,可以将包分为
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- 令牌(Token)
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- 数据(Data)
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- 握手(Handshake)
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- 特殊(Special)
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重要的包类型如下
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#### Token Packets
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|Filed|PID|ADDR|ENDP|CRC5|
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|--|--|--|--|--
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|Bits|8|7|4|5|
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此格式适用于IN,OUT,SETUP,PING
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#### SOF Packets
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SOF包由Host发送给Device
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- 对于full-speed(FS)总线,每隔1.00 ms±0.0005ms发送一次
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- 对于high-speed(HS)总线,每隔125 μs±0.0625μs发送一次
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|Field|PID|FrameNumber|CRC5|
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|--|--|--|--
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|Bits|8|11|5|
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#### Data Packets
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|Filed|PID|DATA|CRC16|
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|--|--|--|--
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|Bits|8|0-8192|16|
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数据包类型有4种(DATA0,DATA1,DATA2,MDATA),由PID来区分
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## 事务(Transation)
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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
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一个事务由一系列的Packets组成
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- 一个token packet
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- 可选的data pcket
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- 可选的handshake packet
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- 可选的special packet
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### 输入(IN)事务处理
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- 表示USB主机从总线上的某个USB设备接收一个数据包的过程
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正常的输入事务处理
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设备忙时的输入事务处理
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设备出错时的输入事务处理
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### 输出(OUT)事务处理
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- 表示USB主机把一个数据包输出到总线上的某个USB设备接收的过程
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正常的输出事务处理
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设备忙时的输出事务处理
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设备出错时的输出事务处理
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### 设置(SETUP)事务处理
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正常的设置事务处理
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设备忙时的设置事务处理
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设备出错时的设置事务处理
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## 传输类型
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- 控制传输(Control Transfer)
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- 批量传输(Bulk Transfer)
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- 中断传输(Interrupt Transfer)
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- 同步传输(Isochronous)
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### 控制传输
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制传输由2到3个阶段组成
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- 建立阶段(Setup)
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- 数据阶段(无数据控制没有此阶段)(DATA)
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- 状态阶段(Status)
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每一个阶段都由一个或多个事务传输组成
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### 批量传输(Bulk Transfer)
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- 用于传输大量数据,要求传输不能出错,但对时间没有要求,适用于打印机,存储设备等
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- 批量传输是可靠的传输,需要握手包来表明传输的结果
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### 中断传输(Interrupt Transfer)
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- 中断传输由IN或OUT事务组成
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- 中断传输在流程上除不支持PING 之外,其他的跟批量传输是一样的
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- 中断传输方式总是用于对设备的查询,以确定是否有数据需要传输.因此中断传输的方向总是从USB设备到主机
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### 同步传输(Isochronous Transfer)
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它由两种包组成
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- token
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- data
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同步传输不支持handshake和重传能力,所以它是不可靠传输
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实时传输一般用于麦克风,喇叭,UVC Camera等设备
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