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1、USB 2.0 传输原理USB 最重要的是要理解USB 主机发送命令给设备，设备要对主机的命令进展响应，USB 停训的根本单位为“包”，包有如下分类：令牌包、数据包、握手包、特别包其实是由PID 打算的令牌包：可分为输入包、输出包、设置包和帧起始包留意这里的输入包适用于设置输入命令的，输出包是用来设置输出命令的， 而不是放数据的其中输入包、输出包和设置包的格式都是一样的： SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5(五位效验码)帧起始包：SYNC+PID+11 位 FRAM+CRC5(五位效验码)数据包：有两种类型的数据包，由 PID 来区分为 DATA0 包和DATA1 包，这两种包是为
2、了支持数据同步切换定义的。数据必需以整数的字节数发出，数据 CRC 仅通过对包的数据字段计算而得到， 而不包括PID，他有自己的效验字段。当USB 发送数据的时候，当一次发送的数据长度大于相应断点的容量时，就需要把数据包分为好几个包，分批发送， DATA0 包和DATA1包交替发送，即假设第一个数据包是 DATA0那么度二个数据包就是 DATA1。但也有例外的状况，在同步传输中四类传输类型中之一，全部的数据包都是 DATA0，格式如下：SYNC+PID+01023 字节+CRC16(bits)握手包：构造最为简洁的包，仅由PID 构成。用来报告数据事务的状态，只有支持流把握的数据事务类型才能返
3、回握手信号。握手包有一个字节的包子段后的EOP 确定界限。假设包被解读为合法的握手信号，但没有以1 个字节后面的EOP 终止，则认为他是无效的， 且被接收机无视。格式如下：SYNC+PIDEOP 是在发完包后指标现在DM,DP 上的一个标记，一个完整的包就是这样的，这只是以数据的形式表现出来的包，但是怎么把它发到DP,DM 上呢，有一种编码方式交做 NRZI 编码基于串行的传输模式， 传输连续的 0，1 字符串，就是假设发的数据是 1，DP,DM 就取反，假设发送多个数据是 0，DP,DM 保持不变，去翻和保持多久呢，是一个位时间。位时间是什么比方说全速 12MB/S，算一下他发一个位的时间是
4、 83.33ns，这就是全速位的位时间。DP,DM 在发送数据之前是J 状态DP 为高DM 为低，还要留意，数据是按场发出去的，先发 SYNC，然后 PID峨眉个唱的数据都是先发地位然后次低位，最终高位。数据场值得留意，按字节挨次发，每个字节先发低位数据就是这样发到DP,DM 上的。其中还有位填充。USB 假设是要传送数据，那么主机必需先发一个 IN 或者OUT 的令牌包，然后发送DATA0 或者DATA1数据包。主机向设备发送令牌包时，承受令牌是有 USN 器件来完成的，而不是有从机 CPU 来完成的，例如主机发送一个如下的令牌SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5， USB 器件会
5、依据 PID 的类型来推断是哪种类型的令牌，依据 ADR 的只来推断时候适合自己通讯，依据 ENDP 的值来推断，数据传送是否无误。依据以上的令牌包信息，USB 器件会将其内部的中断状态存放器相应的位置，从机CPU 可以查询这个中断状态存放器来进展相应的操作。把握传输是依据建立阶段、数据阶段、状态阶段传输的，但是其他阶段并非这样的，把握传输至少有两个阶段建立和状态，可以直接传输一个OUT 包，至于其他的传输类型只是区分一下每次传输的最大数据量，每次传输的次数。USB 是一种支持热插拔的高速串行传输总线，它使用差分信号来传输数据，支持 总线供电 和 自供电 两种形式。USB 2.0 被设计成向下
6、兼容的模式，其中全速USB 1.1，低速USB1.0，高速USB2.0。一个USB 系统中只有一个主机，设备可以是USB 设备、USB 集线器，最多可有 127 个。一个USB 系统至多允许 5 个USB HUB 级联。USB 承受轮询的播送机制传输数据，全部的传输都由主机发起， 任何时刻整个USB 体系内及默许一个数据包的传输，即不同物理传输线上看到的数据包都是同一被播送的数据包。USB 承受令牌包、数据包、握手包的传输机制，在令牌包中制定数据包去向或者来源的设备地址和端点，从而保证了只有一个设备对被播送的数据包/令牌包做出响应，握手包表示了传输是否成功。USB 通讯就是应用软件BUFFER
7、 和设备端点BUFEER 之间的数据交换，交换的通道称为管道。应用软件通过和设备之间的数据交换来完成设备的把握和数据传输。用在一起来对设备进展把握的假设干管道成为设备的接口，这就是端点，管道和接口的关系。管道Pipe 是主机和设备端点之间数据传输的模型，共有两种类型的管道：五格式的溜管道和有格式的信息管道。任何USB 设备一旦上电就存在一本信息管道，即默认的把握管道，USB 主机通过该管道来猎取设备的描述、配置、状态，并对设备进展配置。USB 设备链接到 HOST 时，HOST 必需通过默认的把握管道对其进展美剧，完成获得其设备描述、进展地址安排、获得其配置描述、进展配置等操作方可正常使用。U
8、SB 设备的即插即用的特性就依靠于此。USB 体系定义了四种类型的传输：1、把握传输，是一种牢靠的双向传输，一次把握传输可分为三个阶段。2、中断传输，是一种可轮询的传输方式。是一种单向的传输。HOST 通过固定的间隔对终端端点进展查询，假设有数据传输获利可以接收数据则返回数据或发送数据，否则返回NAK，表示尚未预备就好。终端传输的延迟邮包横， 但并非实时传输，他是一种延迟有限的牢靠传输，支持错误重传。用于大量数据的牢靠传输，如U 盘等。3、批量传输，是一种牢靠的单向传输，但延迟没有保证，他尽量利用可以利用的带宽来完成传输， 适合数据量比较大的传输。低速USB 设备不支持同步传输，高速两端点的最
9、大报长度为 512，全速的批量短点的最大包长度可以为 8， 16，32，64。在访问总线时相对于其他方式具有较低的优先级，高速 的批量端口必需支持PING 操作，像逐级报告断电的状态，NYET 表示否认应答，已经预备好承受下一个数据包。用于对牢靠性要求不高的实时数据传输，如摄像头，USB 音响等。我们的鼠标坐标信息应当也属于同步传输，而传感器信息应当属于中断传输。4、同步传输， 是一种实时的、不行靠的传输，不支持错误重发机制。只有高速和全速端点支持同步传输，告知同步断电的最大包长度为 1024，低速的为 1023.由此界定，鼠标的传感器数据应当承受中断方式传输。USB 中断方式流程图USB 数
10、据流模型USB 体系在实现时承受非扽层的构造，在HOST 端，应用软件不能直接访问USB 总线，而必需通过USB 系统软件和USB 主机把握器来访问USB 总线，在USB 总线和USB 设备进展通讯。从规律上可以分为功能层、设备层和总线层三个层次。其中功能层完成功能级的 描述、定义和行为；设备层则完成从功能级到传输级的转换， 把一次功能级的行为 转换为一次一次的根本传输；USB 总线接口层负责处理总线上的Bit 流，完成数据传输的物理层似乎先河总线治理。途中黑色箭头代表真实的数据流，灰色箭头代表规律上的通讯。标准的USB 接口定义 颜色鼠标四芯线：白usb dataD(P)绿usb data-C(DM)蓝groundG橘vcc+V
