USB2.0协议 传输包、事务和传输

USB总线上传递的数据流是USB主机和USB设备通讯的基础。
USB数据流包括3个阶段：

• 令牌阶段 ：定义了本次传输的类型，表示一次传输的开始。令牌阶段由同步字段，令牌包和EOP组成。
• 数据阶段 ：包括了本次传输的数据。数据的大小根据端点大小和传输类型决定，一般最大的数据量为1024字节。数据阶段由同步字段，令牌包和EOP组成。
• 握手阶段： 握手阶段用于发送本次数据传输是否成功的报告，由接收方发送。握手阶段由同步字段，握手包和EOP组成。

从以上可以看到，各个阶段都有帧头同步字段和帧尾EOP，是数据传输的起始和结束，而中间传输的的有效USB数据。

同步字段：

• 对于低速和全速来说，同步字段长为8位，数据为0x80。
• 对于高速来说，同步字段为32位，数据为0x80000000.

USB2.0通读协议最小的单位是包，类示我们TCPIP协议中的IP层，这个包只有数据的传输的最小单元格式。不过这和TCIP层中的IP层也有点不同，那就是IP包其包含了包头信息和数据内容，而USB2.0的通讯由于令牌的存在，将这些包头和数据内容拆分不同的令牌事务，由主机发起事务的令牌这类先导信息，然后再发送其控制数据，设备收到这些信息之后还需要进行响应收到，然后主机收到设备的控制信息ACK后，才再根据上一个令牌事务发起对应的数据事务。这个数据事务也是由主机发起告诉设备你该进行IN还是OUT数据，然后再是数据的发送与接收，最后当然主机收到这些数据后还需要进行ACK.但是这种情况下主机是知道自己数据收到了，但是设备发送的数据自己不知道是否成功（因为可能会丢失主机发过来的ACK),那怎么办了，并且为了降低速宽，所以USB没有像TCP协议栈那样传输去强行要那个ACK,而是通过再发起一个传输0字节的数据事务，根据其DATA0或DATA1的PID来判断上一次传输是否正确无误的完成。

这里我们可以看一下一个控制传输的传输、事务和包的关系图：

这里我们进行一个总结：

• USB按包的层次从低到高层分为：包、事务和传输
• 包是最小的最基本的数据传输单位。
• 一个事务一般包括三个包（令牌包、数据包（可选)和握手包。事务保证了单次“数据”传输的完整性。
• USB的协议是一问一答的，一个事务只能保证发送或接收的单次传输的完整性，而一个传输则是封装了完整的USB标准请求协议，保证问答功能的完整性。
• USB的传输类型分为：控制传输、中断传输、同步传输和批量传输。