USB规范

首先是《Universal Host Controller Interface Design Guide》，也就是USB2.0的规范。

这篇文献从USB2.0的背景开始，对USB2.0技术的各个方面进行详细的描述和定义。我主要阅读了第4章及其以后的部分。

真要总结起来，恐怕不是这一篇日志就能总结得了的，我也不准备那样，毕竟周立功已经把中文版的书都出版了，且不管翻译的怎么样。下面我就把零碎记录的一些东西录下来吧，顺便想到什么也写下来，当然谈不上系统了。

USB系统在物理连接上是分层的星型拓扑结构，而在逻辑上，所有的USB设备都直接连接到HOST Controller。不管中间接了几个HUB。USB最多支持7层，127个设备。也就是说在一个USB系统中，最多可以有5个HUB级联。

在USB规范中，对传输线和HUB的延迟都有比较严格的定义。

USB总线上数据内容的含义是由USB体系解析的，USB的硬件不负责内容的解析。

USB总线上共有两种数据，一种是流数据（Stream），一种是信息数据（Message）

USB体系可分为三层：

             HOST端------------------------Device端

客户软件（USB应用软件）     功能接口（Interface）

         USB系统软件                   端点（默认端点和其他端点集）

       USB主机控制器                 USB总线接口

端点（Endpoint）是USB通讯模型的终端

多个端点组成接口（interface）

0端点是一个特别的端点，任何USB设备均有0端点，也称为默认端点，主要用于USB设备的配置、命令等。

USB应用软件通过接口访问USB设备，接口又由端点组成，USB通讯在USB主机控制器的控制下按照USB规范定义的格式和方式进行。

USB总线上的数据逐帧传送，高速USB总线上的帧称为微帧（microFrame），周期为125uS，全速以及低速USB总线上的帧周期为1mS。不论高速、全速还是低速总线，帧序号以1mS为单位递增，即连续8个微帧的帧号是一样的。

每个帧（微帧）可以包含多个数据传输，例如可以由若干和同步传输、若干个中断传输以及批量传输构成。

控制传输在端点0进行，主要完成设备的配置、命令发送等。

控制传输由三个步骤组成：令牌+数据+握手，也可能没有数据，而只包括令牌和握手两个阶段。

不论有没有数据，最后均由一个方向和前一阶段相反的握手传输结束，如。

token out (set up) + Data0(out) + IN handshake;

token in(set up) + IN handshake;

token in(set up) + Data1(in) + out handshake(data length = 0);

同步传输是一种实时性极强的传输，没有重传机制，所以是不可靠的。在每一（微）帧的传输任务排定时，同步传输具有最高的优先级。

中断传输是一种延迟有限的传输，具备重传机制，是一种可靠的传输。传输任务排定时优先级低于同步传输，但高于其他两种传输。高速-高带宽端点可以在每个（微）帧中最多进行3次中断传输。

批量传输是一种延迟不确定的传输，这种传输尽量利用带宽进行传输，可以实现较高的速率，比较适合传送大的数据。也是一种可靠的传输。

USB分层结构中，客户软件通过设备驱动程序访问USB设备，设备驱动程序则通过HCD（主机控制器驱动）访问USB总线，完成数据的传输。

USB总线上，数据的传输按照little endian进行，即一个字节中最低有效位在前，最高有效位在后。

Packet是USB总线上数据传输的最小单位。

每个Packet均由sync同步域开始。（KJKJKK for L/F speed (15个KJ)KJKJKJ...KJKK for high-speed）

Packet的格式由USB规范定义，格式如下：

USB响应

USB的响应共包括ACK、NAK、NYET、STALL几种。

ACK表示肯定的应答，数据已经被接收，并准备好接收下一个数据包。

NAK表示否定的应答，当前数据包未被接收，希望重传。

NYET表示当前的数据已经被接收，但尚未准备好接收下一个数据包，期待PING测试。

STALL则表示错误或端点被设置STALL。