USB底层协议到底讲的是啥?

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USB底层协议

USB它是串行总线,所以数据在总线上是一位一位传输的,先传输最低位数据,最后传输最高位数据。对于多个字节的数据传输呢,采用的是小端格式,即先传输低字节数据,最后传输高字节数据。

 

在USB中,数据是以包为单位进行传输的,所有的包都必须以SYNC字段开始,以EOP(End-of-Packet)结尾。在SYNC字段之后,紧跟着的是包标识符(PID),PID为一个字节,其中4位用于定义包的类型,另外4位是用来校验PID的,PID格式如下:

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在USB中,定义了四种类型的包,令牌包、数据包、握手包和特殊包,包类型详细定义如下:

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在令牌包的PID字段之后,还包含地址域,地址就包括设备地址和端点地址,设备地址共7位,总共可寻址128个地址,但是地址0是作为默认设备地址的,所以说,USB系统中,最多只能同时连接127个设备。端点地址共4位,可寻址16个端点。

 

在USB包最后,还包含5位的CRC检验码,CRC校验码只对PID后面的数据进行校验,不对PID进行校验,因为PID本身就包含4位校验码。

 

包格式

令牌包格式

令牌包格式定义如下:

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这里的令牌特指IN、OUT、SETUP令牌,而SOF包格式定义如下:

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令牌包实例如下:

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数据包格式

数据包包含包标识符(PID)和0到多个字节的数据,数据包类型总共四种,DATA0、DATA1、DATA2和MDATA。数据包格式定义如下:

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数据包实例如下:

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上图为SETUP请求数据包,用于读取设备的设备描述符。

 

 

握手包格式

握手包有三种ACK、NAK和STALL,其中ACK表示数据传输完成并且无错误,NAK表示设备不能接收数据或者没有数据上传,STALL表示设备不能进行数据传输。而NYET和ERR握手包只针对高速设备,表示设备没有准备好或者出错。握手包格式定义如下:

9

 

ACK握手包实例如下:

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