USB接口協(xié)議模版

USB接口協(xié)議簡介USB以及協(xié)議簡介USB〔UniversalSerialBus〕是近年來應(yīng)用在PC領(lǐng)域的型接口技術(shù)，它是由一些PC大廠MicrosoftIntelPC外設(shè)與有限的主板插槽和端口之間的沖突而制定的一種通用串行接口。數(shù)據(jù)通信協(xié)議局部是USB的核心內(nèi)容。主要包括:以差模串行信號為載體傳送二進制代碼來傳輸信號;數(shù)據(jù)包作為最根本的完整信息單元，包含一系列數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)包可以分解為更小的單元—域;以包為根底，構(gòu)成USB的三種事務(wù)。進而，組合不同的傳輸類型，傳輸各USB的各種功能。USB通信機制USB的通信機制，USB對其他規(guī)律層是透亮的，USBUSB主機通信的規(guī)律構(gòu)造和每層的規(guī)律通道。HSOT端，應(yīng)用軟件〔ClientSW〕USBUSB系統(tǒng)軟件USBUSBUSBUSB設(shè)備進展通訊。從規(guī)律上可以分為功能層、設(shè)備層和總線接口層三個層次。其中功能層完成功能級的描述、定義和行為；設(shè)備級則完成從功能級到傳輸級的轉(zhuǎn)換，把一次功能級的行為轉(zhuǎn)換為一次一次的根本傳輸；USBBit箭頭代表真實的數(shù)據(jù)流，灰色箭頭代表規(guī)律上的通訊。如以以以下圖:主機 物理設(shè)備應(yīng)用軟件 功能硬件 功能層系統(tǒng)軟件 USB 規(guī)律(驅(qū)動) 設(shè)備 設(shè)備層USB 主機 USB 通道把握器 接口規(guī)律上的數(shù)據(jù)流實際數(shù)據(jù)流

總線接口層USBUSB總線得到USB攝像頭捕獲的視頻數(shù)據(jù)，這就相當(dāng)于在功能層上。應(yīng)用軟件是視頻播放軟件，功能硬件是USB攝像頭。而這些數(shù)據(jù)USB設(shè)備層供給的效勞，在這一層上，主要是USB設(shè)備的驅(qū)動調(diào)度主機把握器USBUSB設(shè)備會有多個管道，使用哪個管道，傳輸?shù)拇笮《夹枰付?。這個層次的USBUSB攝像頭的驅(qū)動程序。而在USB設(shè)備一端一般會有小單片機或者處理芯片負責(zé)響應(yīng)這種讀懇求，而這一層的傳輸又依靠于USB總線接USB的物理協(xié)議，包括如何分成更小的包〔packages〕傳輸，如何保證每次包傳輸不喪失數(shù)據(jù)等。USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式其他傳輸協(xié)議一樣，在物理層，USB固然也是通過二進制數(shù)據(jù)進展傳輸?shù)模紫榷M制數(shù)據(jù)構(gòu)成域〔有七種，域再構(gòu)成包，包再構(gòu)成事務(wù)、、，事務(wù)最終構(gòu)成傳輸。域：是B數(shù)據(jù)最小的單位，由假設(shè)干位組成〔至于是多少位由具體的域打算類型：同步域〔SYNC〕00000001，用于本地時鐘和輸入同步。標(biāo)識域〔PID〕由四位標(biāo)識符+四位標(biāo)識符反碼構(gòu)成，說明包的類型和格式，這是個很重要的局部，這里能夠計算出，USB16種。地址域〔ADDR〕七位地址，代表了設(shè)備在主機上的地址，地址0000000被命名為零地址，是任何一個設(shè)USB127個設(shè)備的緣由。端點域〔ENDP〕USB16個。幀號域〔FRAM〕1數(shù)據(jù)域〔DATA〕長度為0~1023字節(jié)，在不同的傳輸類型中，數(shù)據(jù)域的長度各不一樣，但必需為整數(shù)個字節(jié)的長度。校驗域〔CRC〕對令牌包和數(shù)據(jù)包〔對于包的分類請看下面〕中非PID域進展校驗的一種方法，CRC校驗在通訊中應(yīng)用很泛，是一種很好的校驗方法。包由域構(gòu)成的包有四種類型，分別是令牌包、數(shù)據(jù)包、握手包和特別包。令牌包可分為輸入包、輸出包、配置包和幀起始包〔留意這里的輸入包是用于配置輸入命令的，輸出包是用來配置輸出命令的，而不是放據(jù)數(shù)的。其中輸入包、輸出包和配置包的格式都是一樣的：〔五位的校驗碼〔D碼即產(chǎn)品識別碼。幀起始包的格式：SYNC+PID+11FRAM+CRC5〔五位的校驗碼〕數(shù)據(jù)包DATA0DATA1USB發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，當(dāng)一次發(fā)送的數(shù)據(jù)長度大于相應(yīng)端點的容量時，就需要把數(shù)據(jù)包分為好幾個包，分批發(fā)送，DATA0DATA1包交替發(fā)送，即假設(shè)第一個數(shù)據(jù)包是DATA0，那其次個數(shù)據(jù)包就是DATA1。但也有例外狀況，在同步傳輸中〔四類傳輸類型中之一，任何的數(shù)據(jù)包都是為，格式如下：SYNC+PID+0~1023字節(jié)+CRC16〔16位的校驗碼〕握手包構(gòu)造最為簡潔的包，格式如下SYNC+PID特別包這里不做解釋事務(wù)IN事務(wù)、OUTSETUP事務(wù)三大事務(wù)，每一種事務(wù)都由令牌包、數(shù)據(jù)包、握務(wù)的三個階段如下：1、令牌包階段：啟動一個輸入、輸出或配置的事務(wù)2、數(shù)據(jù)包階段：按輸入、輸動身送相應(yīng)的數(shù)據(jù)3IN和OUT事務(wù)中沒有這個階段，這是比較特別的。事務(wù)的三種類型如下〔以下按三個階段來說明一個事務(wù)：IN事務(wù)令牌包階段——PIDIN的輸入包給設(shè)備，通知設(shè)備要往主機發(fā)送數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)包階段——〔依據(jù)傳輸狀況還會提前進入握手包階段〕設(shè)備端點正常，設(shè)備往入主機里面發(fā)出數(shù)據(jù)包0和1交替；NAK無效包，IN事務(wù)提前完畢，到了IN事務(wù)才連續(xù)；相應(yīng)設(shè)備端點被制止，發(fā)送錯誤包STALL包，事務(wù)也就提前完畢了，總線進入空閑狀態(tài)。握手包階段——主機正確接收到數(shù)據(jù)之后就會向設(shè)備發(fā)送ACK包。OUT事務(wù)令牌包階段——PIDOUT的輸出包給設(shè)備，通知設(shè)備要接收數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)包階段——比較簡潔，就是主時機設(shè)備送數(shù)據(jù)，DATA0和DATA1交替握手包階段——設(shè)備依據(jù)狀況會作出三種反響設(shè)備端點接收正確，設(shè)備往入主機返回ACK，通知主機能夠發(fā)送的數(shù)據(jù)，假設(shè)數(shù)CRC校驗錯誤，將不返回任何握手信息；NAK相應(yīng)設(shè)備端點被制止，發(fā)送錯誤包STALL包，事務(wù)提前完畢，總線直接進入空閑狀態(tài)。SETUP事務(wù)令牌包階段——PIDSETUP的輸出包給設(shè)備，通知設(shè)備要接收數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)包階段——8個字節(jié)DATA0包，這8USB設(shè)備懇求命令〔共有11條，具體請看問題七〕握手包階段——設(shè)備接收到主機的命令信息后，返回ACK，此后總線進入空閑狀態(tài)，并預(yù)備下一個傳輸〔SETUPINOUT事務(wù)構(gòu)成的傳輸〕PING事務(wù)處理主要應(yīng)用于高速數(shù)據(jù)傳輸中，只包含令牌包和握手包階段，步驟如下：USB主機向USBPINGPING事務(wù)的開頭；USBUSBUSB主機返回各種握手包進展響應(yīng)傳輸傳輸由OUT、IN、SETUP事務(wù)其中的事務(wù)構(gòu)成，傳輸有四種類型，中斷傳輸、批量傳輸、把握傳輸是最重要的也是最簡潔的傳輸中斷傳輸OUTINHID設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸中批量傳輸OUTIN當(dāng)總線忙時，USB會優(yōu)先進展其他類型的數(shù)據(jù)傳輸，而臨時停頓批量轉(zhuǎn)輸。同步傳輸OUT事務(wù)和ININOUT事務(wù)中是沒有返回包階段的；其次，在數(shù)據(jù)包階段任何的數(shù)據(jù)包都為DATA0把握傳輸最重要的也是最簡潔的傳輸，把握傳輸由三個階段構(gòu)成〔初始配置階段、可選數(shù)據(jù)階段、狀態(tài)信息步驟的，用來于USB設(shè)備初次加接到主機之后，主機通過把握傳輸來交換信息，設(shè)備地址和讀取設(shè)備的描述符，使得主機識別設(shè)備，并安裝相應(yīng)的驅(qū)動程式，這是每一個USB研發(fā)者都要關(guān)心的問題。1SET2、可選數(shù)據(jù)步驟：就是個由INOUT事務(wù)構(gòu)成的傳輸，這個步驟是可選的，要看初始配置步驟有沒有需要讀/〔由SET〕3INOUT事務(wù)構(gòu)成構(gòu)INOUT事務(wù)和之前的INOUT事務(wù)有兩點不同：INOUT表示主機往設(shè)備送數(shù)據(jù)；在這里，INOUT表示設(shè)備往主機送數(shù)據(jù)，這是為了和可選數(shù)據(jù)步驟相結(jié)合。在這個步驟里，數(shù)據(jù)包階段的數(shù)據(jù)包都是0長度的，即SYNC+PID+CRC16。事務(wù)傳輸?shù)牧鞒讨袛鄠鬏斨袛鄠鬏斣诹鞒躺铣瞬恢С种袛鄠鬏斣诹鞒躺铣瞬恢С諴ING事務(wù)以外，其他的跟批量傳輸時一樣的。他們之間的于用戶來說透亮的東西。批量傳輸圖中一個方框表示一個Packet，灰色的包表示主機發(fā)出的包，白色的包表示設(shè)備發(fā)出的包，事務(wù)傳輸來完成全部數(shù)據(jù)的傳輸D依據(jù)0的方式旋轉(zhuǎn)，以保證發(fā)送端和接收端的同步。USB允許連續(xù)三次一下的傳輸錯誤，會重試該傳輸，假設(shè)成功會