USB底層協(xié)議

USB它是串行總線，所以數(shù)據(jù)在總線上是一位一位傳輸?shù)?，先傳輸最低位?shù)據(jù)，最后傳輸最高位數(shù)據(jù)。對于多個字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸呢，采用的是小端格式，即先傳輸?shù)妥止?jié)數(shù)據(jù)，最后傳輸高字節(jié)數(shù)據(jù)。

在USB中，數(shù)據(jù)是以包為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，所有的包都必須以SYNC字段開始，以EOP(End-of-Packet)結(jié)尾。在SYNC字段之后，緊跟著的是包標(biāo)識符(PID)，PID為一個字節(jié)，其中4位用于定義包的類型，另外4位是用來校驗(yàn)PID的，PID格式如下：

在USB中，定義了四種類型的包，令牌包、數(shù)據(jù)包、握手包和特殊包，包類型詳細(xì)定義如下：

在令牌包的PID字段之后，還包含地址域，地址就包括設(shè)備地址和端點(diǎn)地址，設(shè)備地址共7位，總共可尋址128個地址，但是地址0是作為默認(rèn)設(shè)備地址的，所以說，USB系統(tǒng)中，最多只能同時連接127個設(shè)備。端點(diǎn)地址共4位，可尋址16個端點(diǎn)。

在USB包最后，還包含5位的CRC檢驗(yàn)碼，CRC校驗(yàn)碼只對PID后面的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，不對PID進(jìn)行校驗(yàn)，因?yàn)镻ID本身就包含4位校驗(yàn)碼。

包格式

令牌包格式

令牌包格式定義如下：

這里的令牌特指IN、OUT、SETUP令牌，而SOF包格式定義如下：

令牌包實(shí)例如下：

數(shù)據(jù)包格式

數(shù)據(jù)包包含包標(biāo)識符(PID)和0到多個字節(jié)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)包類型總共四種，DATA0、DATA1、DATA2和MDATA。數(shù)據(jù)包格式定義如下：

數(shù)據(jù)包實(shí)例如下：

上圖為SETUP請求數(shù)據(jù)包，用于讀取設(shè)備的設(shè)備描述符。

握手包格式

握手包有三種ACK、NAK和STALL，其中ACK表示數(shù)據(jù)傳輸完成并且無錯誤，NAK表示設(shè)備不能接收數(shù)據(jù)或者沒有數(shù)據(jù)上傳，STALL表示設(shè)備不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。而NYET和ERR握手包只針對高速設(shè)備，表示設(shè)備沒有準(zhǔn)備好或者出錯。握手包格式定義如下：

ACK握手包實(shí)例如下：