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一个transfer(传输)由一个或多个transaction(事务)构成，一个transaction(事务)由一个或多个packet(包)构成，一个packet(包)由一个或多个sync(域)构成。

1.传输数据通信

USB的数据通讯首先是基于传输(transfer)的，传输的类型有:中断传输、批量传输、同步传输、控制传输。

2.事务数据通讯

一次传输由一个或多个事务(transaction)构成，事务可以分为:in事务、out事务、setup事务。

3.包数据通讯

一个事务由一个或多个包(packet)构成，包可分为:令牌包(setup)、数据包(data)、握手包(ack)、特殊包。

4.域数据通讯

一个包由多个域构成，域可分为：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)。

USB传输

传输分为四种类型：批量传输、等时(同步)传输、中断传输、控制传输。

1、批量(大容量数据)传输(Bulk Transfers): 非周期性，突发 
大容量数据的通信，数据可以占用任意带宽，并容忍延迟 。如USB打印机、扫描仪、大容量储存设备等。

批量输出事务：
（1）主机先发出一个OUT令牌包（包含设备地址，端点号）。
（2）然后再发送一个DATA包，这时地址和端点匹配的设备就会收下这个数据包，主机切换到接收模式，等待设备返回握手包。
（3）设备解码令牌包，数据包都准确无误，并且有足够的缓冲区来保存数据后就会使用ACK/NYET握手包来应答主机（只有高速模式才有NYET握手包，他表示本次数据成功接收，但是没有能力接收下一次传输），如果没有足够的缓冲区来保存数据，就返回NAC，告诉主机目前没有缓冲区可用，主机会在稍后时间重新该批量传输事务。如果设备检查到数据正确，但端点处于挂起状态，返回STALL。如果检测到有错误（如校验错误，位填充错误），则不做任何响应，让主机等待超时。
批量输入事务：
（1）主机首先发送一个IN令牌包（包含设备地址，端点号）。
（2）主机切换到接收数据状态等待设备返回数据。如果设备检测到错误，不做任何响应，主机等待超时。如果此时有地址和端点匹配的设备，并且没有检测到错误，则该设备作出反应：设备有数据需要返回，就将一个数据包放在总线上；如果没有数据需要返回，设备返回NAK响应主机；如果该端点处于挂起状态，设备返回STALL。如果主机收到设备发送的数据包并解码正确后，使用ACK握手包应答设备。如果主机检测到错误，则不做任何响应，设备会检测到超时。注意：USB协议规定，不允许主机使用NAK来拒绝接收数据包。主机收到NAK，知道设备暂时没有数据返回，主机会在稍后时间重新该批量输入事务。

2、中断传输(Interrupt Transfers): 周期性，低频率。
允许有限延迟的通信 如人机接口设备（HID）中的鼠标、键盘、轨迹球等。
中断传输是一种保证查询频率的传输。中断端点在端点描述符中要报告它的查询间隔，主机会保证在小于这个时间间隔的范围内安排一次传输。

3、等时(同步)传输(Isochronous Transfers): 周期性 。
持续性的传输，用于传输与时效相关的信息，并且在数据中保存时间戳的信息 ,如音频视频设备。

等时（同步）传输用在数据量大、对实时性要求高的场合，如音频设备，视频设备等，这些设备对数据的延迟很敏感。对于音频或视频设备数据的100%正确性要求不高，少量的数据错误是可以容忍的，主要是保证数据不能停顿，所以等时传输是不保证数据100%正确的。当数据错误时，不再重传操作。因此等时传输没有应答包，数据是否正确，由数据的CRC校验来确认。
 

4、控制传输(Control Transfers): 非周期性，突发。
用于命令和状态的传输

控制传输可分为三个过程：（1）建立过程 （2）数据过程（可选） （3）状态过程
特性:  
每个USB设备都必须有控制端点，支持控制传输来进行命令和状态的传输。USB主机驱动将通过控制传输与USB设备的控制端点通信，完成USB设备的枚举和配置 。
方向:  
控制传输是双向的传输，必须有IN和OUT两个方向上的特定端点号的控制端点来完成两个方向上的控制传输 。

USB事物

USB包

包的组成：

包的内容：

1、PID：

这里只用（PID0~4）,PID4~7是PID0~4的取反，用来校验PID
PID1~0：01 令牌包、11 数据包、10 握手包、00 特殊包

2、地址：

3、帧号：

4、数据:

5、CRC:

Packet分四大类： 命令 (Token) 、Packet 帧首 (Start of Frame) 、Packet 数据 (Data) 、Packet 握手 (Handshake) Packet

不同类型包，以上的组成部件有所不同

1、四种Packet类型之令牌包(Token Packet):
令牌包用来启动一次USB传输。
输出（OUT）令牌包：用来通知设备将要输出一个数据包
输入（IN）令牌包：用来通知设备返回一个数据包
建立（SETUP）令牌包：只用在控制传输中，和输出令牌包作用一样，也是通知设备将要输出一个数据包，两者区别在于:
SETUP令牌包后只使用DATA0数据包，且只能发送到设备的控制端点，并且设备必须要接收，而OUT令牌包没有这些限制

例子：

2、四种Packet类型之SOF Packet
帧起始包：在每帧（或微帧）开始时发送，以广播的形式发送，所有USB全速设备和高速设备都可以接收到SOF包。

例子：

0xA5：1010 0101：对应上面PID表可知是帧起始包
3、四种Packet类型之Data Packet

例子：

4、四种Packet类型之Handshake Packet 

例子：

USB 设备枚举及描述符介绍 
当一个USB设备插入主机后，会有以下活动: 

 在USB设备的逻辑组织中，包含设备、配置、接口和端点4个层次。设备通常有一个或多个配置，配置通常有一个或多个接口，接口通常有零个或多个端点。  

例程分析

我们插上鼠标后后出现如下的信息，我们先来分析第一个传输：

我们看到第一个是控制传输，它包含了4个事物，分别是：1个setup事务，3个in事务，1个out事务，我们先打开setup事务：

我们看到这个事务里包含了3个包

第一个包是令牌包，它由主控制器发送给目标设备的0号端口，用于设置目标设备的地址和端口号，我们看到后面两个包都缺省了地址与端口号。在usb系统中，所有的通信都是由主机发出相应的令牌所引起的。

第二个是数据包，由主控器发送给目标设备，其中数据的内容表示：

80：表示要求设备向主机发送信息

06：表示GET_DESCRIPTOR，即设备向主机发送设备描述符

00与01：Word-sized field that varies according to request

00与40：Word-sized field that varies according to request; typically used to pass an index or offset

00：Number of bytes to transfer if there is a:Data stage

总结一下第二个包就是向默认地址0 发送GET_DESCRIPTOR 指令包，请求设备发送设备描述符

第三个是应答包：设备接收到主机发送的数据后会给出应答

接着我们看第一个in事务

我们看到这个事务里也有三个包

第一个是in包：由主机发送给设备，表示要设备向主机发送上面请求的设备描述符

第二个是数据包：由设备发送给主机，当然是发送设备描述符，我们来分析一下：

12：表示接下来要求主机向设备发送信息

01：CLEAR_FEATURE、

第三个是应答包，由主机发送给设备

接着我们来看第二个in事务

这个事务里依旧是3个包

第一个是in包：由主机发送给设备，表示需要输入

第二个是数据包：由设备发送给主机，我们来解析一下：

6D：表示要求主机发给设备数据

04：Reserved for future use

第三个是主机给设备的应答包

最后来看out事务

第一个是out包：由主机发给设备

第二个是数据包：由主机发给设备，无数据

第三个包是设备给主机的应答包