USB协议深度解析：控制与批量传输

"《对USB协议层的深层分析》是由frank_wang于2004年4月17日编写的，主要针对USB设备和主机开发中的调试过程，特别是USB控制传输和批量传输的协议细节进行深入解析。文档旨在帮助开发者理解USB协议流程，以便更有效地进行调试工作。内容涵盖了USB的基本分组格式，包括令牌分组、数据分组和握手分组，并重点解释了令牌分组中的PID、ADDR和ENDP字段，以及它们在不同类型传输中的作用。" USB协议层的深层分析主要涉及以下几个知识点： 1. **基本分组格式**： - **令牌分组（Token Packet）**：包括IN、OUT和SETUP类型，由PID、ADDR和ENDP组成。PID标识分组类型，ADDR和ENDP确定数据传输的目标。主机是唯一能发送令牌分组的实体。 - **数据分组（DATA Packet）**：跟随令牌分组后，用于传输实际数据。 - **握手分组（HandShake Packet）**：如ACK、NAK和STALL，用于确认或拒绝数据传输。 2. **SETUP分组**： - 发往地址0和端点0的SETUP分组标志着控制传输的开始，由主机发起。控制传输通常用于设备配置、请求设备信息等，其后续传输遵循特定的控制传输流程。 3. **PID（Packet Identifier）**： - PID字段在令牌分组中定义了传输的方向和类型，如IN表示数据从设备到主机，OUT表示数据从主机到设备，SETUP用于启动控制传输。 4. **ADDR（Address）** 和 **ENDP（Endpoint）**： - ADDR字段指定设备的地址，而ENDP字段定义了数据应发送到或来自哪个端点。在OUT和SETUP令牌分组中，这两个字段决定了接收数据的端口；在IN令牌分组中，它们指示了数据发送的端口。 5. **控制传输（Control Transfer）**： - 控制传输由一个SETUP令牌分组开始，接着是0到两个数据阶段（DATA0或DATA1），最后是一个握手分组（ACK、NAK或STALL）确认数据接收。SETUP包通常用于设置设备状态、获取设备信息等。 6. **批量传输（Bulk Transfer）**： - 批量传输不保证实时性，但提供较高的吞吐量，常用于打印机和扫描仪等慢速设备的数据传输。它由令牌分组触发，随后的数据分组和握手分组进行数据交换。 7. **握手信号**： - ACK（Acknowledged）表示接收成功；NAK（Negative Acknowledged）表示暂时无法接收数据；STALL表示设备无法处理请求或存在错误。 通过深入理解和掌握这些知识点，USB设备和主机的开发者能够更好地理解和调试USB通信过程，提高软件或硬件的兼容性和稳定性。文档作者frank_wang强调，此文档仅为学习用途，不应用于商业目的，并保留所有权利。