初涉USB，初學者USB入門總結（3） 數(shù)據(jù)包闡述

對于USB傳輸大體有個概念，下一步就來看看到底USB上傳的什么東西，以什么格式傳數(shù)據(jù)，先不涉及端點的概念。
各 種總線的數(shù)據(jù)傳輸都是以固定的層次協(xié)議進行的，USB當然也不例外。所謂的層次也只是個抽象的概念罷了，就是表達一種依附關系，上層要依賴與底層，上層以 底層為基礎，上層只需要關心自己的東西就行了，如果你還不明白，那就繼續(xù)看，學習一個東西不可能一兩句話說的明白一個點，需要全面了解后才能清楚各個點。
要 實現(xiàn)兩個機器（機器的范圍比較廣，可以是電腦，交換機，單片機）的通信總是要有一個載體才可以，對于機器當然是電平高低為載體，具體的說機器甲要告訴機器 乙一件事情（比如說一條指令），那么機器甲可以通過一根線（串行數(shù)據(jù)總線）連到機器乙的一個IO口上，甲發(fā)送一個個的高低電平，乙固定時間檢測自己的這個 IO口，然后逐個記錄下放到自己的緩沖里，這樣乙就收到甲送的數(shù)據(jù)了。上述就是一個簡單的數(shù)據(jù)鏈路層（計算機網(wǎng)絡里這么叫）的描述，這一層要保證的就是甲 發(fā)的每一位數(shù)據(jù)，乙都可以正確及時的接受，并且對在傳輸過程中出錯的數(shù)據(jù)做出反應。其實比數(shù)據(jù)連路更底層的還有物理層，這就是真正的物理介質(zhì)，對于機器就 是電線了，數(shù)據(jù)就是電線上傳輸?shù)碾妷?USB是用的四線，兩個電源，兩個數(shù)據(jù)線。
這里也打個比方，比如人與人進行交流，我們當然是通過說話了，物理層就是空氣和傳輸?shù)穆暡?，?shù)據(jù)鏈路層就是我們說的每一個字，物理層就是空氣，負責把我們說的話轉(zhuǎn)換成聲波傳給對方，數(shù)據(jù)鏈路層負責讓對方能正確的聽到每個字，如果聽的不清可以告訴對方重新說一遍。
經(jīng) 過上述的兩個底層，就可以保證每一位數(shù)據(jù)可以正確的傳到對方那里去。下一步的工作當然是解析數(shù)據(jù)代表了什么，一般來說，數(shù)據(jù)都是以一串數(shù)為單位，一般稱為 一個包，機器間傳輸都是以一個包為單位傳出，就像人們說話都是以一句話為單位輸出一樣。每一個包包含有許多位數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)又分段表示不同的意義，如圖 一，這是一個USB令牌階段的包，Sync是同步數(shù)據(jù)（相當于說話時先打個招呼，告訴對方要跟他說話了），PID是包標示（告訴對方這個包是干什么用 的），ADDR是對方的地址（叫對方的名字），ENDP是用端點幾通訊（先不介紹這個），CRC5是校驗位（判斷這個包是否在傳輸中出錯），EOP是包結 束。
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|Sync|PID|ADDR|ENDP|CRC5|EOP|
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圖一
USB 的數(shù)據(jù)包又分為三種，一個是令牌包，一個是數(shù)據(jù)包，另一個是握手包。每一次的USB通訊事務處理都是以令牌包開頭，告訴對方要跟誰說話，這句話是用來干嘛 的。如果要求有數(shù)據(jù)傳輸，則下一步就是數(shù)據(jù)包，另外如果要求對方要有反饋，則會發(fā)出握手包。令牌包又簡單的包括OUT，IN，STEP三種類型，OUT是 用于主機告訴設備主機要向USB設備發(fā)送數(shù)據(jù)，IN是用于主機告訴設備要上傳數(shù)據(jù)，而STEUP是用于主機向USB設備發(fā)送配置信息，在枚舉過程中會用 到。另外數(shù)據(jù)包和握手包的具體格式什么的，可以參照詳細的協(xié)議。
可以看到在所以的通訊過程中，主機都是發(fā)起者，不管是主機發(fā)送數(shù)據(jù)到USB設備還是USB設備發(fā)送數(shù)據(jù)到主機，都必須收主機控制。圖二為一次事務的過程

令牌階段——》數(shù)據(jù)階段——》握手階段

圖二
這個過程可以這樣描述，甲和乙對話，甲是老板，乙是職員。第一節(jié)已經(jīng)講過了，乙面試就是枚舉，在這個過程中，甲多段的發(fā)送STEP令牌包給乙，乙收到后如果要反饋數(shù)據(jù)，就發(fā)數(shù)據(jù)包給甲，甲正確接收后，跟甲握握手，表示這次對話成功。
乙被正式錄取后，甲會分派任務（OUT），這時甲對乙說有任務給你（令牌階段），然后乙就開始聽，甲說你的任務就是記錄數(shù)據(jù)并且上報（這段話就是數(shù)據(jù)包），乙說好的（握手包）。
乙開始正式工作，并且記錄數(shù)據(jù)。過了一段時間，甲開始要求提交數(shù)據(jù)（IN），乙把數(shù)據(jù)報告給甲（數(shù)據(jù)階段），甲說好（握手成功）。這里乙不能主動的去向老板匯報，只能被動的干活。
上面已經(jīng)講USB主機和設備間數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程，都是我個人理解，有不正確和不到位的大家提出，方便初學者理解，謝謝··