USB基础知识详解：端点、帧与传输方向

"USB 基本知识" USB (Universal Serial Bus) 是一种广泛应用于现代电子设备中的接口标准，用于连接各种设备，如鼠标、键盘、打印机、存储设备等。USB的关键概念包括端点、帧和数据传输方向。 1. 端点（Endpoint）: - 端点是USB通信的核心组成部分，它是一个位于USB设备或主机上的数据缓冲区，用于存储待发送或接收的数据。 - 每个端点都有唯一的地址，确保数据能精确地发送到目标位置。 - 端点根据功能可以分为不同类型，例如： - 输入端点（IN）：数据从设备流向主机。 - 输出端点（OUT）：数据从主机流向设备。 - 配置端点（Configuration Endpoint）：用于设备配置信息的传输。 - 批量传输端点（Bulk Transfer Endpoint）：用于大量数据的高效传输。 2. 帧（Frame）: - USB通信的时间单位，1帧等于1毫秒（ms）。 - 一个帧是一个独立的传输单元，包含了多个总线操作。 - 1帧被细分为多个时间槽，每个时间槽对应一次USB传输操作。 3. 上行/下行（Upstream/Downstream）: - 数据传输的方向性，上行指的是设备向主机发送数据，下行则相反，由主机向设备传输。 USB的数据传输过程和编码方式如下： - 数据线结构：USB接口包含四条线，分别是地线、电源线以及一对差分输入线D+和D-。D+和D-线用于数据传输，电源线提供5V电压，最大电流500mA。 - 数据传输方向：数据从低位到高位发送。 - 编码方案：USB采用非归零翻转编码（NRZI），当数据为0时，信号取反，为1时保持不变。为保证信号准确，每连续6个1后会插入一个0，以改变NRZI码的序列。 - 数据格式：USB数据由二进制数字串组成，形成域、包、事务和传输的不同层次结构。 - 域是最小单位，有7种类型，如同步域（SYNC）。 - 包由多个域构成，分为IN、OUT、SETUP等事务类型。 - 事务进一步组成传输，包括中断传输、并行传输、批量传输和控制传输。 USB的设计使得数据传输高效且灵活，支持多种设备的即插即用和热插拔，极大地简化了用户的使用体验。无论是日常办公还是电子竞赛，USB技术都是数据采集与处理类应用中的关键环节。