USB通信入门：基础概念解析

"USB协议基础知识，做USB通讯的入门必备" USB协议是计算机与外部设备之间进行数据交换的一种常见标准，尤其在现代电子设备中广泛使用。USB协议的入门涉及对基本概念的理解，包括端点、帧、上行/下行等关键术语。下面将进一步深入探讨这些知识点。 1. 端点： - 端点是USB设备和主机之间数据传输的核心，它们是数据缓冲区，负责存储和发送USB数据。 - 每个端点都有唯一的地址，并且具有不同的传输特性，如输入端点（用于接收数据）、输出端点（用于发送数据）、配置端点以及批量传输端点。 2. 帧： - 帧是USB通信中的时间单位，每个帧持续1毫秒（ms），包含了多个总线操作。 - 一个帧被细分为多个部分，每个部分对应一个USB传输动作。 3. 上行/下行： - 数据流向定义了USB通信的方向，设备到主机的数据传输称为上行，主机到设备的数据传输称为下行。 4. USB传输线结构： - USB传输线由四条线组成：地线、电源线（5V，最大电流500mA）、D+和D-差分输入线。 - D+和D-使用3.3V电压，与CMOS的5V电平不同，电源线和地线为设备提供5V供电。 5. 数据传输： - 数据在USB线中从低位到高位发送。 - 数据编码采用非归零翻转（NRZI）方法，0表示状态翻转，1表示保持不变，确保信号的准确性。 6. USB编码方案： - 位插入技术用于防止连续的1信号，每6个1后插入1个0，确保NRZI码的变化。 7. USB数据格式： - 数据由二进制数字串构成，通过域、包、事务和传输四个层次组织。 - 域包括同步域（SYNC）、标识域（PID）、地址域（ADDR）等七种类型，其中PID有16种不同的标识码，定义了包的类型和格式。 - 包由多个域组成，事务由IN（输入）、OUT（输出）、SETUP（配置）事务构成，最终形成四种传输类型：中断传输、并行传输、批量传输和控制传输。 掌握USB协议基础知识对于进行USB通信开发至关重要，这包括理解设备如何通过端点与主机交互，数据如何在物理层上传输，以及数据包如何在协议层面上组织。理解这些概念有助于开发者构建、调试和优化USB设备驱动程序，以及解决与USB通信相关的各种问题。