導(dǎo)言

上一節(jié)我們?cè)敿?xì)討論了USB的比特級(jí)編解碼，本章將以此為基礎(chǔ)，進(jìn)一步介紹USB字段及包的格式。USB包的構(gòu)成是一個(gè)逐層的過(guò)程，信息首先以二進(jìn)制串行數(shù)據(jù)的形式存在。這些串行數(shù)據(jù)按照特定規(guī)則被組織成字段（filed），字段（filed）是包（packet）的基本單元。多個(gè)字段（filed）按照一定的順序組成一個(gè)包（packed），進(jìn)一步地，多個(gè)包（packed）可以組成一個(gè)事務(wù)（transaction），事務(wù)（transaction）是USB通信中更大粒度的數(shù)據(jù)傳輸單元。最終，多個(gè)事務(wù)（transaction）組成一個(gè)傳輸（transfer），代表了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程。本文主要講解Packet，下一章將會(huì)探討USB事務(wù)（transaction）的傳輸過(guò)程。

1字段（filed）


?

所有包都有包開(kāi)始（SOP）和結(jié)束（EOP）界定符。包（packet）與開(kāi)始界定符（SOP）的分隔符是 SYNC 字段。輸入電路使用SYNC來(lái)將輸入數(shù)據(jù)與本地時(shí)鐘對(duì)齊，SYNC 字段中的最后兩位是一個(gè)標(biāo)記，用于識(shí)別 SYNC 字段的結(jié)束，并通過(guò)推斷識(shí)別 PID 的開(kāi)始。字段（filed）是包（packet）的基本單元，每種包（packet）都有對(duì)應(yīng)的字段。

包標(biāo)識(shí)符字段（PID）

?

• 每個(gè)USB包的SYNC字段后緊跟一個(gè)PID

• PID由一個(gè)四位包類(lèi)型字段和一個(gè)四位校驗(yàn)字段組成

• PID指示包的類(lèi)型，暗示了包的格式和應(yīng)用的錯(cuò)誤檢測(cè)類(lèi)型

• 四位校驗(yàn)字段確保PID的可靠解碼，以確保正確解釋包

• PID的四位校驗(yàn)字段是通過(guò)對(duì)包類(lèi)型字段進(jìn)行補(bǔ)碼生成的

• 如果四個(gè)PID校驗(yàn)位與它們各自的包識(shí)別符位不是補(bǔ)碼關(guān)系，則發(fā)生PID錯(cuò)誤

• 主機(jī)和所有功能必須對(duì)所有接收到的PID字段進(jìn)行完整解碼

• 如果接收到的PID的校驗(yàn)字段失敗，或者解碼為非定義的值，則假定其已損壞

• 包接收器將忽略整個(gè)包，包括損壞的PID

• 如果功能收到了一個(gè)它不支持的事務(wù)類(lèi)型或方向的有效PID，則該功能不得回應(yīng)，例如，僅支持輸入的端點(diǎn)應(yīng)忽略輸出令牌

• PID分為四個(gè)編碼組：令牌、數(shù)據(jù)、握手和特殊

• 傳輸?shù)那皟晌籔ID位（PID<0:1>）指示編碼組

地址字段

地址字段有兩部分組成：功能地址字段（ADDR）和端點(diǎn)字段（EP）。

如果包的地址字段與設(shè)備端點(diǎn)不匹配則必須忽略這個(gè)包。

「功能地址字段（ADDR Field）」

• ADDR字段通過(guò)其地址指定功能，根據(jù)令牌PID的值，功能可能是包的源或目的。

• ADDR<6:0>指定了128個(gè)地址

• ADDR字段用于IN、SETUP和OUT令牌以及PING和SPLIT特殊令牌

• 每一個(gè)單獨(dú)的功能(function)都會(huì)有一個(gè)ADDR值，這意味著可能會(huì)有多個(gè)端點(diǎn)（Endpoint）共享一個(gè)ADDR

• 復(fù)位和上電時(shí)，ADDR默認(rèn)為零，必須在枚舉過(guò)程中由主機(jī)進(jìn)行分配

• ADDR 0被保留作為默認(rèn)地址，不能分配給其他用途

「端點(diǎn)字段（Endpoint Field）」

• 附加的4位端點(diǎn)字段（ENDP）允許在多端點(diǎn)（Endpoint）的功能（Function）中更靈活地進(jìn)行尋址

• 除了端點(diǎn)地址0外，其他端點(diǎn)地址是根據(jù)功能（Function）的端點(diǎn)來(lái)定義的

• 端點(diǎn)字段定義了用于IN、SETUP和OUT令牌以及PING特殊令牌

• 所有功能必須支持端點(diǎn)地址為零的默認(rèn)控制管道（Default Control Pipe）

• 低速設(shè)備每個(gè)功能最多支持3個(gè)端點(diǎn)：端點(diǎn)編號(hào)為零的控制管道以及另外兩個(gè)端點(diǎn)

  額外的兩個(gè)端點(diǎn)可以作為：

  1.兩個(gè)控制管道

  2.一個(gè)控制管道和一個(gè)中斷端點(diǎn)

  3.兩個(gè)中斷管道

• 全速和高速功能可以支持最多16個(gè)IN和OUT端點(diǎn)（16組端點(diǎn)）

幀號(hào)字段（Frame Number Field）

• USB幀的概念是用于組織和標(biāo)記數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間間隔，幀號(hào)就是用來(lái)標(biāo)識(shí)這些幀的序號(hào)，一個(gè)幀內(nèi)可以包含一個(gè)或多個(gè)包

• 在USB幀的包中，幀號(hào)字段位于幀的頭部。幀的頭部包含同步（SYNC）和定界符（SOP）以及其他必要的信息，幀號(hào)字段在這個(gè)頭部中用于指示當(dāng)前幀的序號(hào)

• USB 2.0規(guī)范中，幀號(hào)字段是11位長(zhǎng)。這意味著，幀號(hào)的范圍在0到2047之間，當(dāng)達(dá)到2047后會(huì)重新從0開(kāi)始

• 每當(dāng)USB總線上的一個(gè)新幀開(kāi)始時(shí)，幀號(hào)字段會(huì)遞增

• 幀號(hào)字段的主要用途是為USB系統(tǒng)提供一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，確保設(shè)備和主機(jī)能夠按照同一時(shí)間軸進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。幀號(hào)也用于幫助處理時(shí)間敏感的USB應(yīng)用，如音頻和視頻傳輸

數(shù)據(jù)字段（Data?Field）

• 數(shù)據(jù)字段的范圍可以從 0 到 1024 字節(jié)

• 數(shù)據(jù)字段通常位于USB數(shù)據(jù)包的中間部分，緊隨在幀的同步和定界部分以及可能的地址、端點(diǎn)和其他控制信息之后。具體的數(shù)據(jù)字段位置和長(zhǎng)度取決于USB傳輸?shù)念?lèi)型和幀結(jié)構(gòu)

• 數(shù)據(jù)字段承載了需要在USB設(shè)備之間傳輸?shù)膶?shí)際數(shù)據(jù)。這可以是應(yīng)用程序數(shù)據(jù)、控制命令、中斷數(shù)據(jù)等，取決于USB傳輸?shù)念?lèi)型。例如，在批量傳輸中，數(shù)據(jù)字段可能攜帶文件的內(nèi)容；在控制傳輸中，數(shù)據(jù)字段可能包含控制請(qǐng)求和應(yīng)答等

• 數(shù)據(jù)字段之后通常會(huì)包含錯(cuò)誤檢測(cè)和結(jié)束標(biāo)記。錯(cuò)誤檢測(cè)用于驗(yàn)證數(shù)據(jù)的完整性，而結(jié)束標(biāo)記則指示數(shù)據(jù)字段的結(jié)束，幫助接收端正確解析傳輸

CRC字段（CRC?Field）

和以太網(wǎng)類(lèi)似，USB包在末尾也會(huì)有校驗(yàn)字段CRC，其CRC的校驗(yàn)不包括PID字段，主要校驗(yàn)PID之后的地址、幀號(hào)、數(shù)據(jù)等字段。USB包的CRC有兩種分別應(yīng)用于兩種不同的場(chǎng)合：

「令牌CRC（Token?CRC）」

• G(X) = X5 + X2 + 1

• 令牌CRC字段用于校驗(yàn)IN、SETUP和OUT令牌的ADDR和ENDP字段，或SOF令牌的時(shí)間戳字段。同時(shí)，PING和SPLIT特殊令牌也包括一個(gè)五位CRC字段

• 如果所有令牌位在接收端無(wú)錯(cuò)誤地接收，CRC字段的5位余數(shù)將為01100B。這表示CRC校驗(yàn)成功，沒(méi)有檢測(cè)到錯(cuò)誤

「數(shù)據(jù)CRC（Data?CRC）」

• G(X) = X16 + X15 + X2 + 1

• 數(shù)據(jù)CRC字段用于校驗(yàn)帶有Data字段的數(shù)據(jù)包（Data Packet）

• 如果所有數(shù)據(jù)和CRC位都正確接收，則16位余數(shù)將為1000000000001101B

2包（Packet）


?

USB（Universal Serial Bus）的數(shù)據(jù)傳輸基本單位是數(shù)據(jù)包（Packet）。USB數(shù)據(jù)包根據(jù)不同的令牌類(lèi)型和傳輸階段，有不同的格式和含義。常見(jiàn)的令牌類(lèi)型包括IN、OUT、SETUP、SOF（Start of Frame）等。整個(gè)USB通信過(guò)程由一系列數(shù)據(jù)包組成，這些數(shù)據(jù)包通過(guò)同步和特定字段的解析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的可靠數(shù)據(jù)傳輸。

令牌包（Token Packets）

• 令牌包由PID（IN、OUT、SETUP類(lèi)型）、ADDR和ENDP字段組成。PING特殊令牌包也包含相同的字段。令牌的PID指定了數(shù)據(jù)包類(lèi)型和相關(guān)的地址、端點(diǎn)信息

• 令牌類(lèi)型分為IN、OUT、SETUP和PING。IN令牌表示從設(shè)備到主機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸，OUT和SETUP令牌表示從主機(jī)到設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，PING令牌表示握手傳輸。令牌中的地址和端點(diǎn)字段用于唯一標(biāo)識(shí)相關(guān)的設(shè)備端點(diǎn)

• 令牌包包含一個(gè)五位CRC校驗(yàn)，用于覆蓋地址和端點(diǎn)字段。這有助于接收方驗(yàn)證令牌包的完整性。不過(guò)，CRC不覆蓋PID，PID有自己的校驗(yàn)字段。

• 令牌和SOF（Start of Frame）包在三個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字段后由EOP標(biāo)志作為結(jié)束。如果一個(gè)包在三個(gè)字節(jié)后未以EOP結(jié)束，即使它解碼為有效的令牌或SOF，也必須被視為無(wú)效并被接收方忽略。

• 令牌包應(yīng)用

  設(shè)備初始化：當(dāng)USB設(shè)備插入計(jì)算機(jī)的端口時(shí)，主機(jī)會(huì)向設(shè)備發(fā)送OUT令牌包，指定設(shè)備的地址和初始化信息。設(shè)備收到令牌包后，可能會(huì)進(jìn)行初始化過(guò)程。

  數(shù)據(jù)讀取：如果主機(jī)需要從USB設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，它會(huì)發(fā)送IN令牌包，指定設(shè)備地址和相關(guān)的端點(diǎn)。設(shè)備在收到令牌后，將準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)包中發(fā)送給主機(jī)。

  數(shù)據(jù)寫(xiě)入：當(dāng)主機(jī)需要向USB設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，它會(huì)發(fā)送OUT令牌包，指定設(shè)備地址和相關(guān)的端點(diǎn)。設(shè)備在接收到令牌后，等待主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)包，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)入操作。

  設(shè)備控制：主機(jī)通過(guò)發(fā)送SETUP令牌包向USB設(shè)備發(fā)送控制信息，例如設(shè)備的配置、狀態(tài)查詢等。設(shè)備收到SETUP令牌后，執(zhí)行相應(yīng)的控制命令。

  握手協(xié)議：使用PING令牌包進(jìn)行握手協(xié)議。主機(jī)發(fā)送PING令牌，指定設(shè)備地址和端點(diǎn)，設(shè)備收到PING后，可以回復(fù)握手信號(hào)，表示是否準(zhǔn)備好繼續(xù)通信

幀起始包（Start-of-Frame?Packets（SOF））

• SOF包由主機(jī)定期發(fā)出，全速總線為每1.00毫秒±0.0005毫秒一次，高速總線為125微秒±0.0625微秒一次。它包含一個(gè)指示數(shù)據(jù)包類(lèi)型的PID，后跟一個(gè)11位的幀編號(hào)字段。

• SOF令牌是一個(gè)令牌-only事務(wù)（僅由令牌階段組成的事務(wù)），以精確定時(shí)的間隔分發(fā)SOF標(biāo)記和相應(yīng)的幀編號(hào)，對(duì)應(yīng)于每個(gè)幀的開(kāi)始。所有高速和全速功能（包括集線器）都接收SOF包。SOF令牌不會(huì)導(dǎo)致任何接收函數(shù)生成返回?cái)?shù)據(jù)包，因此無(wú)法保證SOF包傳遞到任何給定的功能。

• SOF令牌主要用于在總線上定期分發(fā)幀號(hào)，幫助USB設(shè)備同步其操作。SOF事務(wù)中的令牌僅包含PID（Packet Identifier）和幀編號(hào)字段，沒(méi)有數(shù)據(jù)傳輸或握手。

• 幀和微幀

  全速（Full-Speed）幀時(shí)間：

  ??? USB定義了每1毫秒一個(gè)周期的全速幀時(shí)間

  ????通過(guò)每1ms發(fā)出一次的SOF令牌來(lái)指示全速幀的開(kāi)始

  高速（High-Speed）微幀：

  ??? USB還定義了高速微幀，其幀時(shí)間為125微秒

  ????與全速類(lèi)似，SOF令牌用于指示每125μs一個(gè)周期的高速微幀的開(kāi)始

  SOF令牌生成：

  ??? SOF令牌由主機(jī)控制器或集線器事務(wù)轉(zhuǎn)換器（hub transaction translator）生成

  ????在全速鏈路上，每1毫秒生成一次SOF令牌

  ????在高速鏈路上，每過(guò)七個(gè)125μs周期后生成一次SOF令牌

  高速設(shè)備對(duì)SOF的處理：

  ????高速設(shè)備在每1ms周期內(nèi)看到具有相同幀號(hào)的SOF令牌共八次（每125μs一次）

  ????高速設(shè)備可以通過(guò)檢測(cè)具有與之前的 SOF 不同的幀編號(hào)的 SOF 并將其視為第0個(gè)微幀來(lái)本地確定特定的微幀“編號(hào)”。接下來(lái)的 7 個(gè)具有相同幀號(hào)的 SOF 可被視為微幀 1 至 7。

  

• SOF應(yīng)用：

  幀同步：SOF令牌每隔一定的時(shí)間周期性地發(fā)出，用于同步所有連接到USB總線的設(shè)備。USB設(shè)備根據(jù)SOF令牌的到達(dá)來(lái)確定當(dāng)前幀的開(kāi)始。這對(duì)于協(xié)調(diào)和同步USB總線上的各個(gè)設(shè)備的操作至關(guān)重要。

  時(shí)間基準(zhǔn)：SOF令牌中包含一個(gè)幀編號(hào)字段，用于標(biāo)識(shí)當(dāng)前幀。USB設(shè)備可以利用幀編號(hào)來(lái)測(cè)量時(shí)間，實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步或執(zhí)行與時(shí)間相關(guān)的操作。這對(duì)于需要準(zhǔn)確時(shí)間基準(zhǔn)的應(yīng)用非常重要。

  輪詢?cè)O(shè)備：主機(jī)通過(guò)SOF令牌可以定期輪詢連接的USB設(shè)備。設(shè)備可以在SOF令牌的基礎(chǔ)上執(zhí)行特定的操作，例如響應(yīng)主機(jī)的查詢或報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)。

  管理USB總線帶寬：SOF令牌的周期性發(fā)送確保了USB總線的帶寬分配。USB設(shè)備可以根據(jù)SOF令牌的到達(dá)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸或執(zhí)行其他操作，以確保總線上的有效利用。

數(shù)據(jù)包（Data?Packets）

• 數(shù)據(jù)包由PID、包含零個(gè)或多個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段以及CRC組成

• 有四種不同PID標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)包類(lèi)型，分別是DATA0、DATA1、DATA2和MDATA

• DATA0和DATA1兩種數(shù)據(jù)包PID用于支持?jǐn)?shù)據(jù)切換同步（Data Toggle Synchronization）

• 所有四種數(shù)據(jù)PID在高帶寬高速等時(shí)鐘同步端點(diǎn)（USB 支持單獨(dú)的高速中斷或同步端點(diǎn)，這些端點(diǎn)需要高達(dá) 192 Mb/s 的數(shù)據(jù)速率）的數(shù)據(jù)PID排序中使用

  

  ?

  

• 三種數(shù)據(jù)PID（MDATA、DATA0、DATA1）用于分割事務(wù)（Split Transactions）

• 數(shù)據(jù)必須始終以整數(shù)字節(jié)數(shù)發(fā)送

• 數(shù)據(jù)CRC僅計(jì)算在數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)字段上，不包括PID，而PID有自己的檢查字段

• 低速設(shè)備允許的最大數(shù)據(jù)負(fù)載大小為8字節(jié)，全速設(shè)備允許的最大數(shù)據(jù)負(fù)載大小為1023字節(jié)，高速設(shè)備允許的最大數(shù)據(jù)負(fù)載大小為1024字節(jié)

SPLIT包（分割事務(wù)包）

在 USB 中，分割事務(wù)（Split Transaction）是一種特殊的通信機(jī)制，允許高速 USB 主機(jī)與全速/低速 USB 設(shè)備進(jìn)行通信。這個(gè)過(guò)程涉及兩個(gè)令牌：開(kāi)始分割事務(wù)令牌（Start-Split Transaction Token）和完成分割事務(wù)令牌（Complete-Split Transaction Token）。這種機(jī)制使得高速主機(jī)能夠與全速或低速設(shè)備進(jìn)行通信，同時(shí)維持 USB 總線的高速性能。分割事務(wù)的應(yīng)用場(chǎng)景通常涉及帶有分層結(jié)構(gòu)的 USB 架構(gòu)，例如 USB hub 將高速總線轉(zhuǎn)換為全速或低速總線。

「開(kāi)始分割事務(wù)令牌（Start-Split Transaction Token）」

Hub addr 字段：包含支持此全/低速事務(wù)的指定全/低速設(shè)備的集線器的 USB 設(shè)備地址（與功能地址字段涵義相同（ADD））

SC字段（開(kāi)始/完成）：設(shè)置為零的 SPLIT 特殊令牌包指示這是一個(gè)開(kāi)始分割事務(wù)（SSPLIT）。

Port字段：包含此全速/低速事務(wù)指定的目標(biāo)集線器的端口號(hào)。

S字段（速度）：指定此中斷或控制事務(wù)的速度 ，?0 – 全速 ?1 – 低速

E字段（結(jié)束）：對(duì)于全速等時(shí) OUT 起始分割，S1（起始）和 E（結(jié)束）字段指定高速數(shù)據(jù)有效負(fù)載如何對(duì)應(yīng)全速數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)

以下開(kāi)始分割情況S字段必須設(shè)置為零：

批量(bulk)事務(wù) IN/OUT?

等時(shí)( isochronous )事務(wù) IN 開(kāi)始分割

以下開(kāi)始分割情況E字段必須設(shè)置為零:

批量(bulk)/控制（control）事務(wù) IN/OUT

中斷(interrupt)?IN/OUT?

等時(shí)( isochronous )事務(wù) IN?

?

ET（Endpoint Type）字段：指定全速/低速事務(wù)的端點(diǎn)類(lèi)型

?

當(dāng)高速主機(jī)需要與全速或低速設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，它發(fā)送開(kāi)始分割事務(wù)令牌

• 開(kāi)始分割事務(wù)令牌的發(fā)送表明主機(jī)希望與設(shè)備進(jìn)行通信。

• 主機(jī)等待一段時(shí)間，以便設(shè)備準(zhǔn)備好接收通信。

• 如果設(shè)備可以接收，它返回 NYET（Not Yet）握手，表示尚未完成分割事務(wù)。

• 在收到 NYET 握手后，主機(jī)知道設(shè)備已準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)。

「完成分割事務(wù)令牌（Complete-Split Transaction Token）」

SC 字段：設(shè)置為 1 ，指示這是一個(gè)完全分割事務(wù) (CSPLIT)

U 字段（保留/未使用）：必須置為零 (0B)

完全分割令牌包的其他字段與開(kāi)始分割令牌包具有相同的定義

?

完成分割事務(wù)令牌用于結(jié)束分割事務(wù)，確認(rèn)數(shù)據(jù)已經(jīng)成功傳輸給全速/低速設(shè)備。

• 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備，使用全速或低速速率。

• 完成分割事務(wù)令牌用于通知 hub 或主機(jī)，數(shù)據(jù)已經(jīng)傳輸完成。

• 如果數(shù)據(jù)傳輸成功，hub 或主機(jī)將返回 ACK 握手。

• 如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，可能返回 NAK 或 STALL 握手。

握手包（Handshake?Packets）

?

• 握手包僅由一個(gè)PID組成

• 握手包用于報(bào)告數(shù)據(jù)事務(wù)的狀態(tài)，可以返回指示成功接收數(shù)據(jù)、命令接受或拒絕、流量控制和停止條件的值

• 僅支持流量控制的事務(wù)類(lèi)型可以返回握手

• 握手始終在事務(wù)的握手階段返回，可以在數(shù)據(jù)階段返回握手而不是返回?cái)?shù)據(jù)

• 握手包在一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)字段后由EOP定界如果一個(gè)數(shù)據(jù)包在解碼為握手包的情況下，在一個(gè)字節(jié)后沒(méi)有以EOP結(jié)束，它必須被視為無(wú)效并被接收器忽略

握手包有四種類(lèi)型以及一種特殊的握手包：

「ACK（確認(rèn)）」

• ACK表示數(shù)據(jù)包在數(shù)據(jù)字段上沒(méi)有發(fā)生比特填充或CRC錯(cuò)誤，且數(shù)據(jù)PID正確接收。

• ACK可以在序列比特匹配且接收器可以接受數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)出，也可以在序列比特不匹配且發(fā)送方和接收方必須重新同步時(shí)發(fā)出。

• ACK僅適用于已傳輸數(shù)據(jù)且期望握手的事務(wù)。

• HOST可以為IN事務(wù)返回ACK，而功能（Function）可以為OUT、SETUP或PING事務(wù)返回ACK。

場(chǎng)景：假設(shè)主機(jī)向 USB 設(shè)備的 OUT 端點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，設(shè)備成功接收并處理數(shù)據(jù)。

示例：數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，設(shè)備可以返回 ACK 作為響應(yīng)。主機(jī)接收到 ACK 后，知道數(shù)據(jù)已被成功接收，可以繼續(xù)下一步的通信。

「NAK（否定）」

• NAK表示功能（Function）無(wú)法從主機(jī)接受數(shù)據(jù)（OUT）或功能沒(méi)有要傳輸給主機(jī)的數(shù)據(jù)（IN）。

• NAK只能由功能（Function）在IN事務(wù)的數(shù)據(jù)階段或OUT或PING事務(wù)的握手階段返回。

• 主機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)出NAK。

• 用于流量控制，表示功能暫時(shí)無(wú)法傳輸或接收數(shù)據(jù)，但最終將能夠在無(wú)需主機(jī)干預(yù)的情況下執(zhí)行。

場(chǎng)景：假設(shè)一個(gè) USB 設(shè)備在接收數(shù)據(jù)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)臨時(shí)無(wú)法處理，可能是因?yàn)槠渚彌_區(qū)已滿。

示例：在一個(gè) OUT 事務(wù)中，當(dāng)設(shè)備無(wú)法接受更多的數(shù)據(jù)時(shí)，它可以返回 NAK。主機(jī)收到 NAK 后，可能會(huì)嘗試重新發(fā)送數(shù)據(jù)，直到設(shè)備準(zhǔn)備好接收。

「STALL（停止）」

• STALL由功能響應(yīng)IN令牌或OUT數(shù)據(jù)階段后，或響應(yīng)PING事務(wù)后返回。

• STALL表示功能無(wú)法傳輸或接收數(shù)據(jù)，或不支持控制管道請(qǐng)求。

• 在返回STALL后，除了默認(rèn)端點(diǎn)之外的任何端點(diǎn)的功能狀態(tài)未定義。

• STALL分為兩種情況：功能性STALL和協(xié)議性STALL。功能性STALL在端點(diǎn)的Halt功能被設(shè)置時(shí)發(fā)生，而協(xié)議性STALL是控制管道的特例。

場(chǎng)景：設(shè)備檢測(cè)到數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或設(shè)備無(wú)法接受主機(jī)的請(qǐng)求，需要中止當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸。

示例：在一個(gè)控制事務(wù)中，主機(jī)向設(shè)備發(fā)送了一個(gè)請(qǐng)求，但設(shè)備當(dāng)前無(wú)法響應(yīng)，可以返回 STALL。這可能是因?yàn)樵O(shè)備不支持該請(qǐng)求，或者由于某種原因?qū)е聼o(wú)法繼續(xù)。主機(jī)接收到 STALL 后，可能采取相應(yīng)的措施，例如中止或重新嘗試傳輸。

「NYET（Not yet）」

• NYET是僅適用于高速的握手，在PING協(xié)議的一部分或在分割事務(wù)未完成或集線器無(wú)法處理分割事務(wù)時(shí)返回。

• 在PING協(xié)議中，當(dāng)主機(jī)發(fā)出PING事務(wù)并等待高速設(shè)備的響應(yīng)時(shí)，設(shè)備可以返回NYET，NYET表示設(shè)備目前不能接受數(shù)據(jù)，但可能會(huì)在未來(lái)的某個(gè)時(shí)候能夠。

• 在分割事務(wù)中，如果目標(biāo)端點(diǎn)尚未準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)，集線器可以返回NYET，表示當(dāng)前不能接受數(shù)據(jù)。

• NYET信號(hào)可以用于流量控制，告知主機(jī)在目標(biāo)端點(diǎn)準(zhǔn)備好之前，暫時(shí)不要發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。

場(chǎng)景：假設(shè)一個(gè)高速 USB 設(shè)備正在執(zhí)行分割事務(wù)，其中包含一個(gè)低速或全速的子事務(wù)，而目標(biāo)設(shè)備還沒(méi)有完成數(shù)據(jù)傳輸。

示例：分割事務(wù)的低速或全速子事務(wù)尚未完成時(shí)，集線器可以返回 NYET。主機(jī)可以根據(jù) NYET 信號(hào)來(lái)決定是否等待，以便在目標(biāo)設(shè)備準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)時(shí)繼續(xù)傳輸。

「ERR（錯(cuò)誤）」

• ERR是僅適用于高速的握手，允許高速集線器報(bào)告在全速/低速總線上的錯(cuò)誤。

• 僅由高速集線器作為分割事務(wù)協(xié)議的一部分返回。

場(chǎng)景：假設(shè)一個(gè)高速 USB 集線器在執(zhí)行分割事務(wù)時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，導(dǎo)致無(wú)法完成全速或低速事務(wù)。

示例：集線器可能返回 ERR，通知主機(jī)發(fā)生了錯(cuò)誤。主機(jī)在接收 ERR 后，可能會(huì)采取適當(dāng)?shù)拇胧鐕L試重新發(fā)送數(shù)據(jù)或采取其他糾正措施。

3往期回顧


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?USB系列文章在合集 #USB2.0?

（1）深入理解USB2.0通信協(xié)議——框架概述

（2）深入理解USB2.0通信協(xié)議——數(shù)據(jù)流傳輸模型

（3）深入理解USB2.0通信協(xié)議——電氣及物理層規(guī)范

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4寫(xiě)在最后


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