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USB包类型和传输过程 USB是一种串行总线，因此数据都是一位一位传输的，如同串口那样，但是USB在真实物理电路上却不是TTL电平，而是一种差分信号采用NRZI编码，就是用变化表示0，不变表示1，同时在USB中数据时低字节先发送的即LSB。USB中的数据交互最小单位是包一个包由许多域组成，但是统一的是每个包都有同步域开始，然后紧接着PID，这里的PID不是指PID，而是指类似包命令码这么一个意思。PID只用到了低四位，高四位是低四位的取反用于校验PID字段，常见的PID由USB标准中查到如下，其中*号标识的是USB1.1中没有的： 有表中可以看到USB包分为16种四类，现在先以令牌包的格式介绍包格式。记住一个概念，USB中主机占主导地位，因此输入输出都是在主机角度来说的。 令牌包： 输出（OUT），输入（IN），建立令牌包（SETUP）包结构： | 同步域 | 8位包标识PID | 7位地址 | 4位端点号 | 5位CRC5校验 | EOP |
SOF同步包，这个包是主机和所有从设备之间同步的特殊包，因此它是广播的，结构也就比较特殊。 | 同步域 | 8位标识PID | 11位帧号 | 5位CRC5校验 | EOP |
数据包： 数据包都具有同样的结构，一个同步域后面直接跟PID加上数据，最后是CRC校验，同样所有的CRC校验都是从PID字节之后的部分，最后是包结束符EOP。 | 同步域 | 8位包标识PID | 字节0 | 字节1 | ...... | 16位CRC16校验 | EOP |
主机和设备之间会维护一个数据包类型切换机制用于错误恢复。假如主机发送数据给设备，但是设备的ACK包在传输中被破坏了，所以主机就不知道对方是否收到了数据，主机就会保持自己的数据包类型不变，但是如果下一次设备使用数据包类型和自己不同给自己发数据了，主机就知道上一次丢失ACK那次的传输实际上是成功的。反之就是失败了。 握手包： ACK :用来确认数据接收正确，这一部分常常有USB物理层自动完成； NCK:表示没有数据返回，常常是主机查询设备有无数据返回时由设备返回，主机不允许使用NCK应答（猜猜为什么）; STALL:设备无法执行一个请求，或者是端点已经挂起了时，设备会返回STALL；这种情况下需要主机干预才能解除STALL状态。 NYET：只在USB2.0高速事物中使用，表示本次数据接收成功，但是没有足够的空间来接收下一数据，下一次数据传输前主机需要先发送PING探查设备状态，确认可以接收数据。 特殊包： 特殊包是在一些特殊场合使用的包，主要有三个：ERR，SPLIT、PING。 PING：用在高速设备中，主机询问设备是否可以接收数据，设备如果有足够的空间接收数据则会用ACK握手包回应主机。 PRE：只用在高速模式中，作为前导包通知集线器打开，低速端口，因为集线器在平常情况下，防止高速信号导致低速设备误动作，集线器是没有将高速信号传递给速速设备的。 ERR：用在高速事物中的SPLIT令牌包分裂错误指示。 USB定义了这么多的数据包，但是还是不能直接用这些包就开始数据传输了，这里是USB的一个概念，USB的数据交换都是主机首先发起的，所以的引入了USB事物的概念。USB事物通常都是有两个或者三个数据包组成的。令牌包有主机发送启动一个事物，然后主机发送数据包，最后由设备ACK应答。由此USB定义了四种传输类型，每种类型里包含多种USB事务。
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