1、端點：位于USB設(shè)備或主機上的一個數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用來存放和發(fā)送USB的各種數(shù)據(jù)，每一個端點都有惟一的確定地址，有不同的傳輸特性（如輸入端點、輸出端點、配置端點、批量傳輸端點）
2、幀：時間概念，在USB中，一幀就是1MS，他是個單獨的單元，包含了一系列總線動作，USB將1幀分為好幾份，每一份中是個USB的傳輸動作。
3、上行、下行：設(shè)備到主機為上行，主機到設(shè)備為下行
下面以一問一答的形式開始學習吧。
問題一：USB的傳輸線結(jié)構(gòu)是如何的呢？
答案一：一條USB的傳輸線分別由地線、電源線、D+、D-四條線構(gòu)成，D+和D-是差分輸入線，他使用的是3.3V的電壓（注意哦，和CMOS的5V電平不同），而電源線和地線可向設(shè)備提供5V電壓，最大電流為500MA（能夠在編程中配置的，至于硬件的實現(xiàn)機制，就不要管他了）。
問題二：數(shù)據(jù)是如何在USB傳輸線里面?zhèn)魉偷?br />答案二：數(shù)據(jù)在USB線里傳送是由低位到高位發(fā)送的。
問題三：USB的編碼方案？
答案三：USB采用不歸零取反來傳輸數(shù)據(jù)，當傳輸線上的差分數(shù)據(jù)輸入0時就取反，輸入1時就保持原值，為了確保信號發(fā)送的準確性，當在USB總線上發(fā)送一個包時，傳輸設(shè)備就要進行位插入***作（即在數(shù)據(jù)流中每連續(xù)6個1后就插入一個0），從而強迫NRZI碼發(fā)生變化。這個了解就行了，這些是由專門硬件處理的。
問題四：USB的數(shù)據(jù)格式是怎么樣的呢？
答案四：和其他的相同，USB數(shù)據(jù)是由二進制數(shù)字串構(gòu)成的，首先數(shù)字串構(gòu)成域（有七種），域再構(gòu)成包，包再構(gòu)成事務(wù)（IN、OUT、SETUP），事務(wù)最后構(gòu)成傳輸（中斷傳輸、并行傳輸、批量傳輸和控制傳輸）。下面簡單介紹一下域、包、事務(wù)、傳輸，請注意他們之間的關(guān)系。
（一）域：是USB數(shù)據(jù)最小的單位，由若干位組成（至于是多少位由具體的域決定），域可分為七個類型：
1、同步域（SYNC），八位，值固定為0000 0001，用于本地時鐘和輸入同步
2、標識域（PID），由四位標識符+四位標識符反碼構(gòu)成，表明包的類型和格式，這是個很重要的部分，這里能夠計算出，USB的標識碼有16種，具體分類請看問題五。
3、地址域（ADDR）：七位地址，代表了設(shè)備在主機上的地址，地址000 0000被命名為零地址，是任何一個設(shè)備第一次連接到主機時，在被主機配置、枚舉前的默認地址，由此能夠知道為什么一個USB主機只能接127個設(shè)備的原因。
4、端點域（ENDP），四位，由此可知一個USB設(shè)備有的端點數(shù)量最大為16個。
5、幀號域（FRAM），11位，每一個幀都有一個特定的幀號，幀號域最大容量0x800，對于同步傳輸有重要意義（同步傳輸為四種傳輸類型之一，請看下面）。
6、數(shù)據(jù)域（DATA）：長度為0~1023字節(jié)，在不同的傳輸類型中，數(shù)據(jù)域的長度各不相同，但必須為整數(shù)個字節(jié)的長度
7、校驗域（CRC）：對令牌包和數(shù)據(jù)包（對于包的分類請看下面）中非PID域進行校驗的一種方法，CRC校驗在通訊中應(yīng)用很泛，是一種很好的校驗方法，至于具體的校驗方法這里就不多說，請查閱相關(guān)資料，只須注意CRC碼的除法是模2運算，不同于10進制中的除法。
（二）包：由域構(gòu)成的包有四種類型，分別是令牌包、數(shù)據(jù)包、握手包和特別包，前面三種是重要的包，不同的包的域結(jié)構(gòu)不同，介紹如下
1、令牌包：可分為輸入包、輸出包、配置包和幀起始包（注意這里的輸入包是用于配置輸入命令的，輸出包是用來配置輸出命令的，而不是放據(jù)數(shù)的）
其中輸入包、輸出包和配置包的格式都是相同的：
SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5（五位的校驗碼）
（上面的縮寫解釋請看上面域的介紹，PID碼的具體定義請看問題五）
幀起始包的格式：
SYNC+PID+11位FRAM+CRC5（五位的校驗碼）
2、數(shù)據(jù)包：分為DATA0包和DATA1包，當USB發(fā)送數(shù)據(jù)的時候，當一次發(fā)送的數(shù)據(jù)長度大于相應(yīng)端點的容量時，就需要把數(shù)據(jù)包分為好幾個包，分批發(fā)送，DATA0包和DATA1包交替發(fā)送，即假如第一個數(shù)據(jù)包是DATA0，那第二個數(shù)據(jù)包就是DATA1。但也有例外情況，在同步傳輸中（四類傳輸類型中之一），任何的數(shù)據(jù)包都是為DATA0，格式如下：
SYNC+PID+0~1023字節(jié)+CRC16
3、握手包：結(jié)構(gòu)最為簡單的包，格式如下
SYNC+PID
（注上面每種包都有不同類型的，USB1.1共定義了十種包，具體請見問題五）
（三）事務(wù)：分別有IN事務(wù)、OUT事務(wù)和SETUP事務(wù)三大事務(wù)，每一種事務(wù)都由令牌包、數(shù)據(jù)包、握手包三個階段構(gòu)成，這里用階段的意思是因為這些包的發(fā)送是有一定的時間先后順序的，事務(wù)的三個階段如下：
1、令牌包階段：啟動一個輸入、輸出或配置的事務(wù)
2、數(shù)據(jù)包階段：按輸入、輸出發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)
3、握手包階段：返回數(shù)據(jù)接收情況，在同步傳輸?shù)腎N和OUT事務(wù)中沒有這個階段，這是比較特別的。
事務(wù)的三種類型如下（以下按三個階段來說明一個事務(wù)）：
1、 IN事務(wù)：
令牌包階段——主機發(fā)送一個PID為IN的輸入包給設(shè)備，通知設(shè)備要往主機發(fā)送數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)包階段——設(shè)備根據(jù)情況會作出三種反應(yīng)（要注意：數(shù)據(jù)包階段也不總是傳送數(shù)據(jù)的，根據(jù)傳輸情況還會提前進入握手包階段）
1） 設(shè)備端點正常，設(shè)備往入主機里面發(fā)出數(shù)據(jù)包（DATA0和DATA1交替）；
2） 設(shè)備正在忙，無法往主機發(fā)出數(shù)據(jù)包就發(fā)送NAK無效包，IN事務(wù)提前結(jié)束，到了下一個IN事務(wù)才繼續(xù)；
3） 相應(yīng)設(shè)備端點被禁止，發(fā)送錯誤包STALL包，事務(wù)也就提前結(jié)束了，總線進入空閑狀態(tài)。
握手包階段——主機正確接收到數(shù)據(jù)之后就會向設(shè)備發(fā)送ACK包。
2、 OUT事務(wù)：
令牌包階段——主機發(fā)送一個PID為OUT的輸出包給設(shè)備，通知設(shè)備要接收數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)包階段——比較簡單，就是主機會設(shè)備送數(shù)據(jù)，DATA0和DATA1交替
握手包階段——設(shè)備根據(jù)情況會作出三種反應(yīng)
1）設(shè)備端點接收正確，設(shè)備往入主機返回ACK，通知主機能夠發(fā)送新的數(shù)據(jù)，假如數(shù)據(jù)包發(fā)生了CRC校驗錯誤，將不返回任何握手信息；
2） 設(shè)備正在忙，無法往主機發(fā)出數(shù)據(jù)包就發(fā)送NAK無效包，通知主機再次發(fā)送數(shù)據(jù)；
3） 相應(yīng)設(shè)備端點被禁止，發(fā)送錯誤包STALL包，事務(wù)提前結(jié)束，總線直接進入空閑狀態(tài)。
3、SETUT事務(wù)：
令牌包階段——主機發(fā)送一個PID為SETUP的輸出包給設(shè)備，通知設(shè)備要接收數(shù)據(jù)；
數(shù)據(jù)包階段——比較簡單，就是主機會設(shè)備送數(shù)據(jù)，注意，這里只有一個固定為8個字節(jié)的DATA0包，這8個字節(jié)的內(nèi)容就是標準的USB設(shè)備請求命令（共有11條，具體請看問題七）
握手包階段——設(shè)備接收到主機的命令信息后，返回ACK，此后總線進入空閑狀態(tài)，并準備下一個傳輸（在SETUP事務(wù)后通常是個IN或OUT事務(wù)構(gòu)成的傳輸）
（四）傳輸：傳輸由OUT、IN、SETUP事務(wù)其中的事務(wù)構(gòu)成，傳輸有四種類型，中斷傳輸、批量傳輸、同步傳輸、控制傳輸，其中中斷傳輸和批量轉(zhuǎn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)相同，同步傳輸有最簡單的結(jié)構(gòu)，而控制傳輸是最重要的也是最復雜的傳輸。
1、中斷傳輸：由OUT事務(wù)和IN事務(wù)構(gòu)成，用于鍵盤、鼠標等HID設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸中
2、批量傳輸：由OUT事務(wù)和IN事務(wù)構(gòu)成，用于大容量數(shù)據(jù)傳輸，沒有固定的傳輸速率，也不占用帶寬，當總線忙時，USB會優(yōu)先進行其他類型的數(shù)據(jù)傳輸，而暫時停止批量轉(zhuǎn)輸。
3、同步傳輸：由OUT事務(wù)和IN事務(wù)構(gòu)成，有兩個特別地方，第一，在同步傳輸?shù)腎N和OUT事務(wù)中是沒有返回包階段的；第二，在數(shù)據(jù)包階段任何的數(shù)據(jù)包都為DATA0
4、控制傳輸：最重要的也是最復雜的傳輸，控制傳輸由三個階段構(gòu)成（初始配置階段、可選數(shù)據(jù)階段、狀態(tài)信息步驟），每一個階段能夠看成一個的傳輸，也就是說控制傳輸其實是由三個傳輸構(gòu)成的，用來于USB設(shè)備初次加接到主機之后，主機通過控制傳輸來交換信息，設(shè)備地址和讀取設(shè)備的描述符，使得主機識別設(shè)備，并安裝相應(yīng)的驅(qū)動程式，這是每一個USB研發(fā)者都要關(guān)心的問題。
1、初始配置步驟：就是個由SET事務(wù)構(gòu)成的傳輸
2、可選數(shù)據(jù)步驟：就是個由IN或OUT事務(wù)構(gòu)成的傳輸，這個步驟是可選的，要看初始配置步驟有沒有需要讀/寫數(shù)據(jù)（由SET事務(wù)的數(shù)據(jù)包階段發(fā)送的標準請求命令決定）
3、 狀態(tài)信息步驟：顧名思義，這個步驟就是要獲取狀態(tài)信息，由IN或OUT事務(wù)構(gòu)成構(gòu)成的傳輸，但是要注意這里的IN和OUT事務(wù)和之前的INT和OUT事務(wù)有兩點不同：
1） 傳輸方向相反，通常IN表示設(shè)備往主機送數(shù)據(jù)，OUT表示主機往設(shè)備送數(shù)據(jù)；在這里，IN表示主機往設(shè)備送數(shù)據(jù)，而OUT表示設(shè)備往主機送數(shù)據(jù)，這是為了和可選數(shù)據(jù)步驟相結(jié)合；
2） 在這個步驟里，數(shù)據(jù)包階段的數(shù)據(jù)包都是0長度的，即SYNC+PID+CRC16
除了以上兩點有區(qū)別外，其他的相同，這里就不多說
（思考：這些傳輸模式在實際***作中應(yīng)如何通過什么方式去配置？）
問題五：標識碼有哪些？
答案五：如同前面所說的標識碼由四位數(shù)據(jù)組成，因此能夠表示十六種標識碼，在USB1.1規(guī)范里面，只用了十種標識碼，USB2.0使用了十六種標識碼，標識碼的作用是用來說明包的屬性的，標識碼是和包聯(lián)系在一起的，首先簡單介紹一下數(shù)據(jù)包的類型，數(shù)據(jù)包分為令牌包、數(shù)據(jù)、握手包和特別包四種（具體分類請看問題七），標識碼分別有以下十六種：
令牌包 :
0x01 輸出(OUT）啟動一個方向為主機到設(shè)備的傳輸，并包含了設(shè)備地址和標號
0x09 輸入 (IN) 啟動一個方向為設(shè)備到主機的傳輸，并包含了設(shè)備地址和標號
0x05 幀起始（SOF）表示一個幀的開始，并且包含了相應(yīng)的幀號
0x0d 配置（SETUP）啟動一個控制傳輸，用于主機對設(shè)備的初始化
數(shù)據(jù)包 :
0x03 偶數(shù)據(jù)包（DATA0），
0x0b 奇數(shù)據(jù)包（DATA1）
握手包:
0x02 確認接收到無誤的數(shù)據(jù)包（ACK）
0x< xmlnamespace prefix ="st1" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:smarttags" />0a 無效，接收（發(fā)送）端正在忙而無法接收（發(fā)送）信息
0x0e 錯誤，端點被禁止或不支持控制管道請求
特別包 0x0C 前導，用于啟動下行端口的低速設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸< xmlnamespace prefix ="o" ns ="urn:schemas-microsoft-com:office:office" />


問題六：USB主機是如何識別USB設(shè)備的？
答案六：當USB設(shè)備插上主機時，主機就通過一系列的動作來對設(shè)備進行枚舉配置（配置是屬于枚舉的一個態(tài)，態(tài)表示暫時的狀態(tài)），這這些態(tài)如下：
1、接入態(tài)（Attached）：設(shè)備接入主機后，主機通過檢測信號線上的電平變化來發(fā)現(xiàn)設(shè)備的接入；
2、供電態(tài)（Powered）：就是給設(shè)備供電，分為設(shè)備接入時的默認供電值，配置階段后的供電值（按數(shù)據(jù)中需要的最大值，可通過編程配置）
3、缺省態(tài)（Default）：USB在被配置之前，通過缺省地址0和主機進行通信；
4、地址態(tài)（Address）：經(jīng)過了配置，USB設(shè)備被復位后，就能夠按主機分配給他的唯一地址來和主機通信，這種狀態(tài)就是地址態(tài)；
5、配置態(tài)（Configured）：通過各種標準的USB請求命令來獲取設(shè)備的各種信息，并對設(shè)備的某此信息進行改變或配置。
6、掛起態(tài)（Suspended）：總線供電設(shè)備在3ms內(nèi)沒有總線***作，即USB總線處于空閑狀態(tài)的話，該設(shè)備就要自動進入掛起狀態(tài)，在進入掛起狀態(tài)后，總的電流功耗不超過280UA。
問題七：剛才在答案四提到的標準的USB設(shè)備請求命令究竟是什么？
答案七：標準的USB設(shè)備請求命令是用在控制傳輸中的“初始配置步驟”里的數(shù)據(jù)包階段（即DATA0，由八個字節(jié)構(gòu)成），請看回問答四的內(nèi)容。標準USB設(shè)備請求命令共有11個，大小都是8個字節(jié)，具備相同的結(jié)構(gòu)，由5個字段構(gòu)成（字段是標準請求命令的數(shù)據(jù)部分），結(jié)構(gòu)如下（括號中的數(shù)字表示字節(jié)數(shù)，首字母bm,b,w分別表示位圖、字節(jié)，雙字節(jié)）：
bmRequestType(1)+bRequest（1）+wvalue（2）+wIndex（2）+wLength（2）
各字段的意義如下：
1、bmRequestType：D7D6D5D4D3D2D1D0
D7=0主機到設(shè)備
=1設(shè)備到主機；
D6D5=00標準請求命令
=01 類請求命令
=10用戶定義的命令
=11保留值
D4D3D2D1D0=00000 接收者為設(shè)備
=00001 接收者為設(shè)備
=00010 接收者為端點
=00011 接收者為其他接收者
=其他 其他值保留
2、bRequest：請求命令代碼，在標準的USB命令中，每一個命令都定義了編號，編號的值就為字段的值，編號和命令名稱如下（要注意這里的命令代碼要和其他字段結(jié)合使用，能夠說命令代碼是標準請求命令代碼的核心，正是因為這些命令代碼而決定了11個USB標準請求命令）：
0） 0 GET_STATUS：用來返回特定接收者的狀態(tài)
1） 1 CLEAR_FEATURE：用來清除或禁止接收者的某些特性
2） 3 SET_FEATURE：用來啟用或激活命令接收者的某些特性
3） 5 SET_ADDRESS：用來給設(shè)備分配地址
4） 6 GET_DEOR：用于主機獲取設(shè)備的特定描述符
5） 7 SET_DEOR：修改設(shè)備中有關(guān)的描述符，或增加新的描述符
6） 8 GET_CONFIGURATION：用于主機獲取設(shè)備當前設(shè)備的配置值（注同上面的不同）
7） 9 SET_CONFIGURATION：用于主機指示設(shè)備采用的需要的配置
8） 10 GET_INTERFACE：用于獲取當前某個接口描述符編號
9） 11 SET_INTERFACE：用于主機需要設(shè)備用某個描述符來描述接口
10） 12 SYNCH_：用于設(shè)備配置和報告一個端點的同步幀
以上的11個命令要說得明白真的有一匹布那么長，請各位去看書吧，這里就不多說了，控制傳輸是USB的重心，而這11個命令是控制傳輸?shù)闹匦?，所以這11個命令是重中之重，這個搞明白了，USB就算是入門了。
問題八：在標準的USB請求命令中，經(jīng)常會看到Deor，這是什么來的呢？
回答八：Deor即描述符，是個完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠通過C語言等編程實現(xiàn)，并存儲在USB設(shè)備中，用于描述一個USB設(shè)備的任何屬性，USB主機是通過一系列命令來需要設(shè)備發(fā)送這些信息的。他的作用就是通過如問答節(jié)中的命令***作來給主機傳遞信息，從而讓主機知道設(shè)備具備什么功能、屬于哪一類設(shè)備、要占用多少帶寬、使用哪類傳輸方式及數(shù)據(jù)量的大小，只有主機確定了這些信息之后，設(shè)備才能真正開始工作，所以描述符也是十分重要的部分，要好好掌控。標準的描述符有5種，USB為這些描述符定義了編號：
1——設(shè)備描述符
2——配置描述符
3——字符描述符
4——接口描述符
5——端點描述符
上面的描述符之間有一定的關(guān)系，一個設(shè)備只有一個設(shè)備描述符，而一個設(shè)備描述符能夠包含多個配置描述符，而一個配置描述符能夠包含多個接口描述符，一個接口使用了幾個端點，就有幾個端點描述符。這間描述符是用一定的字段構(gòu)成的，分別如下說明：
1、設(shè)備描述符
struct _DEVICE_DEOR_STRUCT
{
BYTE bLength; //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12
BYTE bDeorType; //描述符類型編號，為0x01
WORD bcdUSB; //USB版本號
BYTE bDeviceClass; //USB分配的設(shè)備類代碼，0x01~0xfe為標準設(shè)備類，0xff為廠商自定義類型
//0x00不是在設(shè)備描述符中定義的，如HID
BYTE bDeviceSubClass; //usb分配的子類代碼，同上，值由USB規(guī)定和分配的
BYTE bDeviceProtocl; //USB分配的設(shè)備協(xié)議代碼，同上
BYTE bMaxPacketSize0; //端點0的最大包的大小
WORD idVendor; //廠商編號
WORD idProduct; //產(chǎn)品編號
WORD bcdDevice; //設(shè)備出廠編號
BYTE iManufacturer; //描述廠商字符串的索引
BYTE iProduct; //描述產(chǎn)品字符串的索引
BYTE iSerialNumber; //描述設(shè)備序列號字符串的索引
BYTE bNumConfiguration; //可能的配置數(shù)量

}
2、配置描述符
struct _CONFIGURATION_DEOR_STRUCT
{
BYTE bLength; //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12
BYTE bDeorType; //描述符類型編號，為0x01
WORD wTotalLength; //配置所返回的任何數(shù)量的大小
BYTE bNumInterface; //此配置所支持的接口數(shù)量
BYTE bConfigurationVale; //Set_Configuration命令需要的參數(shù)值
BYTE iConfiguration; //描述該配置的字符串的索引值
BYTE bmAttribute; //供電模式的選擇
BYTE MaxPower; //設(shè)備從總線提取的最大電流
}
3、字符描述符
struct _STRING_DEOR_STRUCT
{
BYTE bLength; //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12
BYTE bDeorType; //描述符類型編號，為0x01
BYTE SomeDeor[36]; //UNICODE編碼的字符串
}
4、接口描述符
struct _INTERFACE_DEOR_STRUCT
{
BYTE bLength; //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12
BYTE bDeorType; //描述符類型編號，為0x01
BYTE bInterfaceNunber; //接口的編號
BYTE bAlternateSetting;//備用的接口描述符編號
BYTE bNumEndpoints; //該接口使用端點數(shù)，不包括端點0
BYTE bInterfaceClass; //接口類型
BYTE bInterfaceSubClass;//接口子類型
BYTE bInterfaceProtocol;//接口所遵循的協(xié)議
BYTE iInterface; //描述該接口的字符串索引值
}
5、端點描述符
struct _ENDPOIN_DEOR_STRUCT
{
BYTE bLength; //設(shè)備描述符的字節(jié)數(shù)大小，為0x12
BYTE bDeorType; //描述符類型編號，為0x01
BYTE bEndpointAddress; //端點地址及輸入輸出屬性
BYTE bmAttribute; //端點的傳輸類型屬性
WORD wMaxPacketSize; //端點收、發(fā)的最大包的大小
BYTE bInterval; //主機查詢端點的時間間隔
}
在搞明白了上面的八個問題之后，就能夠進入USB的下一步學習了