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USB通信協議

包

包（Packet）是USB系統中信息傳輸的基本單元，所有數據都是經過打包后在總線上傳輸的。USB包由五部分組成，即同步字段（SYNC）、包標識符字段（PID）、數據字段、循環冗余校驗字段（CRC）和包結尾字段（EOP），包的基本格式如下圖：

1.SYNC字段:由8位組成，作為每個數據封包的前導，用來產生同步作用，使USB設備與總線的包傳輸率同步，它的數值固定為00000001。

2.PID字段:用來表示數據封包的類型。包標識符中的校驗字段是通過對類型字段的每個位求反碼產生的， PID字段如下圖所示：

PID字段包的類型

3. 數據字段:是用來攜帶主機與設備之間要傳遞的信息，其內容和長度根據包標識符、傳輸類型的不同而各不相同。在USB包中，數據字段可以包含設備地址、端點號、幀序列號以及數據等內容。在總線傳輸中，總是首先傳輸字節的最低位，最后傳輸字節的最高位。 

(1) 設備地址（ADDR）數據域

ADDR數據域由7位組成，可用來尋址多達127個外圍設備。

(2) 端點（ENDP）數據域

ENDP數據域由4位組成。通過這4個位最多可尋址出32個端點。這個ENDP數據域僅用在IN、OUT與SETUP令牌信息包中。對于慢速設備可支持端點0以及端點1作為中斷傳輸模式，而全速設備則可以擁有16個輸入端點（IN）與16個輸出端點（OUT）共32個端點。

(3) 幀序列號

當USB令牌包的PID為SOF時，其數據字段必須為11位的幀序列號。幀序列號由主機產生，且每個數據幀自動加一，最大數值為0x7FF。當幀序列號達到最大數時將自動從0開始循環。

(4) 數據

它僅存于DATA信息包內，根據不同的傳輸類型，擁有不同的字節大小，從0到1023字節（實時傳輸）。

4.循環冗余碼CRC字段由不同數目的位所組成。根據不同的信息包類型，CRC數據域由不同數目的位所組成。其中重要的數據信息包采用CRC16的數據域（16個位），而其余的信息包類型則采用CRC5的數據域（5個位）。其中的循環冗余碼校驗CRC，是一種錯誤檢測技術。由于數據在傳輸時，有時候會發生錯誤，因此CRC可根據數據算出一個校驗值，然后依此判斷數據的正確性 。

5.包結尾字段即發送方在包的結尾發出包結尾信號。USB主機根據EOP判斷數據包的結束。