USB底層協議

USB它是串行總線，所以數據在總線上是一位一位傳輸的，先傳輸最低位數據，最后傳輸最高位數據。對于多個字節的數據傳輸呢，采用的是小端格式，即先傳輸低字節數據，最后傳輸高字節數據。

在USB中，數據是以包為單位進行傳輸的，所有的包都必須以SYNC字段開始，以EOP(End-of-Packet)結尾。在SYNC字段之后，緊跟著的是包標識符(PID)，PID為一個字節，其中4位用于定義包的類型，另外4位是用來校驗PID的，PID格式如下：

在USB中，定義了四種類型的包，令牌包、數據包、握手包和特殊包，包類型詳細定義如下：

在令牌包的PID字段之后，還包含地址域，地址就包括設備地址和端點地址，設備地址共7位，總共可尋址128個地址，但是地址0是作為默認設備地址的，所以說，USB系統中，最多只能同時連接127個設備。端點地址共4位，可尋址16個端點。

在USB包最后，還包含5位的CRC檢驗碼，CRC校驗碼只對PID后面的數據進行校驗，不對PID進行校驗，因為PID本身就包含4位校驗碼。

包格式

令牌包格式

令牌包格式定義如下：

這里的令牌特指IN、OUT、SETUP令牌，而SOF包格式定義如下：

令牌包實例如下：

數據包格式

數據包包含包標識符(PID)和0到多個字節的數據，數據包類型總共四種，DATA0、DATA1、DATA2和MDATA。數據包格式定義如下：

數據包實例如下：

上圖為SETUP請求數據包，用于讀取設備的設備描述符。

握手包格式

握手包有三種ACK、NAK和STALL，其中ACK表示數據傳輸完成并且無錯誤，NAK表示設備不能接收數據或者沒有數據上傳，STALL表示設備不能進行數據傳輸。而NYET和ERR握手包只針對高速設備，表示設備沒有準備好或者出錯。握手包格式定義如下：

ACK握手包實例如下：