USB概述

USB概述

读《圈圈教你玩USB 第二版》，笔记。

USB

USB——Universal Serial Bus 通用串行总线

出现目的：简化个人计算机与外围设备连接，支持热插拔。

特点

协议	速度
USB1.0	1.5Mb/s低速 / 12Mb/s全速
USB1.0	1.5Mb/s低速 / 12Mb/s全速
USB2.0	1.5Mb/s低速 / 12Mb/s全速 / 480Mb/s高速

USB的开发难度大，调试难度大，传输的距离短。

USB的开发者网站：

www.usb.org

USB logo

拓扑结构

插入检测

描述符

描述符

设备描述符

USB设备的枚举过程

枚举过程是调试USB的重要一环。枚举就是主机从设备读取各种描述符信息，通过这些信息来加载合适的驱动程序，从而知道设备是什么类型的，如何进行通信等。

枚举过程：

1. 主机对设备复位，获取设备描述符。

2. 主机对设备复位，设置设备地址。

3. 主机对设备复位，获取新的设备描述符。

4. 主句获取配置描述符。

USB包结构和传输过程

USB是串行总线，LSB方式传输。即先出来的是数据的最低位，最后是最高位。

USB总线数据要经过位填充，接着经过NRZI编码，才能输出到总线上。下面说的码没有说明都是位填充码，即NRZI编码前的数据。

一个USB的包，被分为了多个域（field），域的开头和结尾分别为LSB和MSB。

在传输数据时，USB主机到设备的数据称为输出，设备到主机的数据称为输入。（主体为USB主机）

域的共同点：以同步域开始，紧跟一个包标识符PID（Packet Idetifier），最终以包结束符结束。

同步域

同步域分类

设备	同步域码
全速/低速设备	00000001（8bit 2进制）
高速设备	00000000 00000000 00000000 00000001（32bit 2进制）

包标识符

令牌包

令牌包用于启动一次USB传输。

令牌包的最后有一个CRC5校验，它只校验PID之后的数据，不包括PID本身。

数据包

数据包用于传输数据。

协议	数据包
USB1.1	DATA0包 DATA1包
USB2.0	DATA0包 DATA1包 DATA2包 MDATA包

包结构是统一的：一个同步域，后面跟整数字节的数据，然后是CRC16校验，最后是包结束符。

握手包

握手包用来标识一个传输是否被对方确认。

握手包结构：同步域、PID和EOP。

特殊包

用到的时候再看吧。这里先放一下。

四种传输类型

在传输数据时，要将包组织成事务（Transaction）。

USB事务

USB协议规定了4种传输类型：批量、等时、中断和控制。

批量、等时、中断每传输一次就是一个事务；但控制不是，它的建立和状态过程分别是一个事务，而数据过程则可能包括多个事务。

批量

批量传输使用批量事务（bulk transaction）传输数据。

一次批量事务有三个阶段：令牌包阶段，数据包阶段和握手包阶段。

批量传输分为批量读和批量写，批量读使用批量输入事务，批量写使用批量输出事务。

中断

中断用于时间要求严格的设备中，保证查询频率。

等时

用于数据量大、实时性要求高的场合。

控制

端点类型和传输类型的关系

一个具体的端点，只能工作在一种传输模式下。

端点0是默认控制端点，所有的USB设备都有、非0端点只有在set config之后才能使用。

传输类型与最大包长