学习使用USB笔记 一基本知识

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一、USB标准

• USB 1.x
  

       USB 1.0于1996年发布，提供最初的全速数据传输，最大传输速率为1.5 Mbps。USB 1.1是对1.0的修订版，修复了一些问题，并将最大传输速率提高到12 Mbps。

• USB 2.0
  

       USB 2.0在2000年发布，提供高速数据传输，最大传输速率为480 Mbps。USB 2.0向后兼容USB 1.x，并成为相当长时间内主流的USB标准。

• USB3-USB4 暂时用不上
  

二、编/解码方式

• NRZI  数据为0电平翻转，数据为1电平不翻转
  

NRZI

• 位填充  在数据进行NRZI编码前，每6个连续的1信号后都会插入一个0信号，避免因设备的时钟误差丢失同步。
  

三、信号传输状态

• 信号传输有4种状态  J状态  K状态  SE0状态  SE1状态
  

信号状态

差分0 ： D+ = 0   D- = 3

差分1 ： D+ = 3   D- = 0

四、基本概念

1、帧：时间单位，固定为1ms；微帧：时间单位，125us

帧2

2、包（Packet）：

USB通信是通过包的形式进行的。包是数据的基本传输单元，用于在USB设备之间进行通信。每个包都有一个特定的结构，包括同步标志、帧号、端点地址、数据字段等。包有 令牌包、数据包、握手包、特殊包；多个包组成事务。

下图就是一个包，第一部分SYNC是同步字段、PID是标志、Frame是帧号，后面是CRC和结尾EOP.

包

3、事务（Transaction）：

• USB通信是基于事务的，一个事务是一组数据传输操作，就是连续多个包的发送。USB协议定义了四种基本的事务类型：OUT（从主机到设备的数据传输）、IN（从设备到主机的数据传输）、SETUP（用于设备初始化和控制命令）、PING（用于轮询检测设备是否存在）。
• 事务构成：令牌包 + 数据包（可选）+ 握手包（可选）
• 下图就是一个事务，由三个包组成，第一个是SETUP令牌包，第二个是数据包，第三个是握手包。

• 事务

  
  

4、传输（Transfer）：

多个事务组成传输。

传输是USB通信的高层次概念，用于表示在USB设备之间传输数据的一种方式。USB定义了四种传输类型：控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。

• 控制传输（Control Transfer）： 所有的主机和设备都支持的传输方式。特点是数据量不大，正确保障高。主要用于设备初始化、配置和管理。这是USB设备与主机  之间进行控制和命令交互的方式。
• 批量传输（Bulk Transfer）： 主要用于大量数据的传输，对传输速率的实时性要求不高，例如打印机，U盘等。
• 中断传输（Interrupt Transfer）： 用于低延迟、数据量小、周期性的数据传输，例如鼠标、键盘等设备。
• 等时传输（Isochronous Transfer）： 用于实时传输，无差错控制，例如音频和视频数据。
  

下图就是一个传输

5、端点（Endpoint）：

端点是USB设备上的逻辑通道，用于数据的输入或输出。每个端点都有唯一的地址，用于标识特定的数据流方向。

6、令牌（Token）：令牌是USB传输中的一种数据包类型，用于指示数据的方向和类型。

7、数据包（Data Packet）

数据包携带实际的用户数据，用于在USB设备之间传输信息。

8、握手（Handshake）

握手是一种用于确认数据包是否正确接收的机制。包括ACK（肯定确认）和NAK（否定确认）。

9、设备描述符（Device Descriptor）

设备描述符包含有关USB设备的基本信息，如厂商ID、产品ID等。

10、配置描述符（Configuration Descriptor）

配置描述符包含有关USB设备配置的信息，包括端点、功率要求等。

11、接口描述符（Interface Descriptor）

接口描述符包含有关USB设备接口的信息，如接口号、传输类型等。

编辑器太难用了

xxxe***

谢谢分享，期待后续