USB协议详解第22讲（USB包-数据包及重传机制）

USB协议详解第22讲（USB包-数据包及重传机制）

1.数据包的分类

数据类包有DATA0数据包、DATA1数据包、DATA2数据包、DATAM数据包。

2.数据类包的组成

我们今天看数据类包的详细结构，数据包的内容由PID域+数据域+16bit CRC域组成，下图为数据包各个域和抓包协议的对应图。

3.数据包的功能

定义了两种数据包DATA0和DATA1以支持数据切换同步和重传功能（重要）， 其他类型的数据包此处不做详解。

数据必须始终以整数个字节发送， CRC仅在数据包中的数据域上计算，并且不包括PID，PID具有其自己的CRC检查字段。低速设备允许的最大数据有效负载大小为8个字节，全速设备的最大数据有效负载大小为1023，高速设备的最大数据有效负载大小为1024字节。

4.数据切换同步和重传

就是通过数据DATA0包和DATA1包的切换来实现主机和设备传输错误检测以及重发机制（设计思想）。

1.正确数据传输同步原理

假设初始在发送数据之前，主机和设备状态都是0。

主机会根据当前状态先发送DATA0类型数据包给设备，当设备正确收到数据包后会对自己的状态进行反转（变为1），并给主机发送应答数据包，当主机正确接收到应答包后会对自己的状态进行反转（变为1）。

如果还需要发送数据包，则主机会发送DATA1类型的数据包（根据自己的当前状态为1决定的），当设备收到正确收到数据包后会进行对自己的状态进行反转（变为0），并给主机发送应答数据包，当主机正确接收到应答包后会对自己的状态进行反转（变为0）。

正确数据传输机制如下图。

2.数据被破坏的传输原理（重传机制）

假设初始在发送数据之前，主机和设备状态都是0。

机制就是初始在发送数据之前，主机和设备状态都是0，主机会先发送DATA0类型数据包给设备，当设备发现数据存在问题后不会对自己的状态进行切换，并给主机发送非应答数据包，当主机接收到非应答数据包后，不会对自己的状态进行切换。

主机会在适当的时刻对DATA0数据包进行重传（Retry），直到设备接收正常，设备发现数据包正常了会把自己的状态进行反转，并返回应答数据包，主机在收到应答包后会反转自己的状态。

数据被破坏的检测和重传机制如下图。

3.应答包故障的传输原理

假设初始在发送数据之前，主机和设备状态都是0。

主机会先发送DATA0类型数据包给设备，当设备正确收到数据包后会进行对自己的状态进行反转为1，并给主机发送应答数据包，但是，但是应答包在链路上出故障了，怎么办？当主机收到一个校验有问题应答包，主机不会对自己的状态进行反转，主机该怎么办？往下看。

主机会在合适的时间对DATA0数据包进行重发，但是当前设备的状态是1，因此设备会忽略该数据包并保持现在的状态，然后设备会给主机重新在发送一次应答包，当主机正确收到设备的应答包后对自己的状态进行反转。

当还需要发送数据包时，主机会根据自己当前的状态（假设为1），会发送DATA1数据包，设备在正确收到DATA1数据包后，会对自己的状态进行反转，并给主机发送应答数据包，当主机正确接收到应答包后会对自己的状态进行反转。

应答包故障的传输机制如下图。

4.同步传输数据包类型

前面提到过同步传输事务是没有应答包【USB协议详解第17讲（USB事务总结）】，所以同步传输事务没有错误检测机制和重传机制，因此同步传输不能保证数据的正确性。如下图所示。