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USB通信協(xié)議

包

包（Packet）是USB系統(tǒng)中信息傳輸?shù)幕締卧袛?shù)據(jù)都是經(jīng)過打包后在總線上傳輸?shù)?。USB包由五部分組成，即同步字段（SYNC）、包標(biāo)識(shí)符字段（PID）、數(shù)據(jù)字段、循環(huán)冗余校驗(yàn)字段（CRC）和包結(jié)尾字段（EOP），包的基本格式如下圖：

1.SYNC字段:由8位組成，作為每個(gè)數(shù)據(jù)封包的前導(dǎo)，用來(lái)產(chǎn)生同步作用，使USB設(shè)備與總線的包傳輸率同步，它的數(shù)值固定為00000001。

2.PID字段:用來(lái)表示數(shù)據(jù)封包的類型。包標(biāo)識(shí)符中的校驗(yàn)字段是通過對(duì)類型字段的每個(gè)位求反碼產(chǎn)生的， PID字段如下圖所示：

PID字段包的類型

3. 數(shù)據(jù)字段:是用來(lái)攜帶主機(jī)與設(shè)備之間要傳遞的信息，其內(nèi)容和長(zhǎng)度根據(jù)包標(biāo)識(shí)符、傳輸類型的不同而各不相同。在USB包中，數(shù)據(jù)字段可以包含設(shè)備地址、端點(diǎn)號(hào)、幀序列號(hào)以及數(shù)據(jù)等內(nèi)容。在總線傳輸中，總是首先傳輸字節(jié)的最低位，最后傳輸字節(jié)的最高位。 

(1) 設(shè)備地址（ADDR）數(shù)據(jù)域

ADDR數(shù)據(jù)域由7位組成，可用來(lái)尋址多達(dá)127個(gè)外圍設(shè)備。

(2) 端點(diǎn)（ENDP）數(shù)據(jù)域

ENDP數(shù)據(jù)域由4位組成。通過這4個(gè)位最多可尋址出32個(gè)端點(diǎn)。這個(gè)ENDP數(shù)據(jù)域僅用在IN、OUT與SETUP令牌信息包中。對(duì)于慢速設(shè)備可支持端點(diǎn)0以及端點(diǎn)1作為中斷傳輸模式，而全速設(shè)備則可以擁有16個(gè)輸入端點(diǎn)（IN）與16個(gè)輸出端點(diǎn)（OUT）共32個(gè)端點(diǎn)。

(3) 幀序列號(hào)

當(dāng)USB令牌包的PID為SOF時(shí)，其數(shù)據(jù)字段必須為11位的幀序列號(hào)。幀序列號(hào)由主機(jī)產(chǎn)生，且每個(gè)數(shù)據(jù)幀自動(dòng)加一，最大數(shù)值為0x7FF。當(dāng)幀序列號(hào)達(dá)到最大數(shù)時(shí)將自動(dòng)從0開始循環(huán)。

(4) 數(shù)據(jù)

它僅存于DATA信息包內(nèi)，根據(jù)不同的傳輸類型，擁有不同的字節(jié)大小，從0到1023字節(jié)（實(shí)時(shí)傳輸）。

4.循環(huán)冗余碼CRC字段由不同數(shù)目的位所組成。根據(jù)不同的信息包類型，CRC數(shù)據(jù)域由不同數(shù)目的位所組成。其中重要的數(shù)據(jù)信息包采用CRC16的數(shù)據(jù)域（16個(gè)位），而其余的信息包類型則采用CRC5的數(shù)據(jù)域（5個(gè)位）。其中的循環(huán)冗余碼校驗(yàn)CRC，是一種錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)。由于數(shù)據(jù)在傳輸時(shí)，有時(shí)候會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，因此CRC可根據(jù)數(shù)據(jù)算出一個(gè)校驗(yàn)值，然后依此判斷數(shù)據(jù)的正確性 。

5.包結(jié)尾字段即發(fā)送方在包的結(jié)尾發(fā)出包結(jié)尾信號(hào)。USB主機(jī)根據(jù)EOP判斷數(shù)據(jù)包的結(jié)束。