USB基础知识详解：端点、帧、传输方式

"USB基础知识，包括USB的关键字、传输线结构、数据传输方式、编码方案以及数据格式的详细解析。" USB（通用串行总线）是计算机与外设之间常用的一种接口技术，其基本原理和操作机制对于理解如何与USB设备交互至关重要。USB的关键概念包括： 1. **端点**：端点是USB通信中的核心元素，它们是设备或主机上的数据缓冲区，负责数据的接收和发送。每个端点都有唯一的地址，并具有不同的传输特性，例如输入端点（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**：USB通信的时间单位，一帧为1毫秒，由一系列总线动作组成。帧被细分为多个部分，每个部分对应一次USB传输动作。 3. **上行/下行**：数据传输的方向，上行指设备向主机发送数据，下行则是主机向设备发送数据。 USB的传输线结构由四条线构成：地线、电源线（提供5V电压，最大电流500mA）、D+和D-差分输入线。D+和D-线使用3.3V电压，不同于常见的5V CMOS电平。数据传输从低位到高位进行。 USB的编码方案采用不归零取反（NRZI）编码，当差分数据线输入0时，数据取反；输入1时，数据保持不变。为确保传输准确，每连续6个1之后会自动插入一个0，使NRZI码发生改变。 USB数据格式由二进制数字串构建，通过域、包、事务和传输四个层次组织： - **域**：USB数据的最小单位，如同步域（SYNC）用于时钟同步，标识域（PID）用于定义包类型，地址域（ADDR）存储设备地址等。 - **包**：由多个域构成，标识符（PID）定义包的性质，如IN、OUT和SETUP事务。 - **事务**：进一步的组合，包括中断传输、并行传输、批量传输和控制传输，它们定义了数据如何在设备和主机间交换。 - **传输**：最高级别，是USB通信的整体流程，涵盖了所有事务。 USB的标识码有16种，这些标识符区分了不同的包类型和操作，如数据包、令牌包和握手包。地址域中的零地址（0000000）用于任何新连接到主机的设备，设备在被分配实际地址之前使用此地址。 理解这些基础概念，有助于深入学习USB驱动开发、设备识别和数据交换等相关技术，从而更好地利用USB接口进行设备通信。