USB的資料格式

　　資料是由位元字串構成的，首先數字串構成域（有七種），域再構成包，包再構成事務（IN、OUT、SETUP），事務最後構成傳輸（中斷傳輸、並行傳輸、批量傳輸和控制傳輸）。

（一）域：是USB資料最小的單位，由若干位組成（至於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，用於本地時鐘與輸入同步；
　　2、標識域（PID），由四位標識符+四位標識符反碼構成，表明包的類型和格式，這是一個很重要的部分，這裡可以計算出，USB的標識碼有16種；

      3、地址域（ADDR）：七位地址，代表了裝置在主機上的地址，地址000 0000被命名為零地址，是任何一個裝置第一次串連到主機時，在被主機配置、枚舉前的預設地址，由此可以知道為什麼一個USB主機只能接127個裝置的原因。
　　4、端點域（ENDP），四位，由此可知一個USB裝置有的端點數量最大為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，對於同步傳輸有重要意義（同步傳輸為四種傳輸類型之一）。
　　6、資料域（DATA）：長度為0~1023位元組，在不同的傳輸類型中，資料域的長度各不相同，但必須為整數個位元組的長度
　　7、校正域（CRC）：對令牌包和資料包（對於包的分類請看下面）中非PID域進行校正的一種方法，CRC校正在通訊中應用很泛，是一種很好的校正方法，至於具體的校正方法這裡就不多說，請查閱相關資料，只須注意CRC碼的除法是模2運算，不同於10進位中的除法。
 
（二）包：由域構成的包有四種類型，分別是令牌包、資料包、握手包和特殊包，前面三種是重要的包，不同的包的域結構不同，介紹如下  
　　1、令牌包：可分為輸入包、輸出包、設定包和幀起始包（注意這裡的輸入包是用於設定輸入命令的，輸出包是用來設定輸出命令的，而不是放據數的） 其中輸入包、輸出包和設定包的格式都是一樣的：
　　SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5（五位的校正碼）
　　幀起始包的格式：
　　SYNC+PID+11位FRAM+CRC5（五位的校正碼）  
　　2、資料包：分為DATA0包和DATA1包，當USB發送資料的時候，當一次發送的資料長度大於相應端點的容量時，就需要把資料包分為好幾個包，分批發送，DATA0包和DATA1包交替發送，即如果第一個資料包是 DATA0，那第二個資料包就是DATA1。但也有例外情況，在同步傳輸中（四類傳輸類型中之一），所有的資料包都是為DATA0，格式如下：
　　SYNC+PID+0~1023位元組+CRC16  
　3、握手包：結構最為簡單的包，格式如下  SYNC+PID  
 
（三）事務：分別有IN事務、OUT事務和SETUP事務三大事務，每一種事務都由令牌包、資料包、握手包三個階段構成，這裡用階段的意思是因為這些包的發送是有一定的時間先後順序的，事務的三個階段如下：
　　1、令牌包階段：啟動一個輸入、輸出或設定的事務
　　2、資料包階段：按輸入、輸出發送相應的資料
　　3、握手包階段：返回資料接收情況，在同步傳輸的IN和OUT事務中沒有這個階段，這是比較特殊的。
事務的三種類型如下（以下按三個階段來說明一個事務）：
1、 IN事務：
　　令牌包階段——主機發送一個PID為IN的輸入包給裝置，通知裝置要往主機發送資料；
　　資料包階段——裝置根據情況會作出三種反應（要注意：資料包階段也不總是傳送資料的，根據傳輸情況還會提前進入握手包階段）
1） 裝置端點正常，裝置往入主機裡面發出資料包（DATA0與DATA1交替）；
2） 裝置正在忙，無法往主機發出資料包就發送NAK無效包，IN事務提前結束，到了下一個IN事務才繼續；
3） 相應裝置端點被禁止，發送錯誤包STALL包，事務也就提前結束了，匯流排進入空閑狀態。
握手包階段——主機正確接收到資料之後就會向裝置發送ACK包。
 
2、 OUT事務：
令牌包階段——主機發送一個PID為OUT的輸出包給裝置，通知裝置要接收資料；
資料包階段——比較簡單，就是主機會裝置送資料，DATA0與DATA1交替
握手包階段——裝置根據情況會作出三種反應
1）裝置端點接收正確，裝置往入主機返回ACK，通知主機可以發送新的資料，如果資料包發生了CRC校正錯誤，將不返回任何握手資訊；
2） 裝置正在忙，無法接收主機發出資料包就發送NAK無效包，通知主機再次發送資料；
3） 相應裝置端點被禁止，發送錯誤包STALL包，事務提前結束，匯流排直接進入空閑狀態。
 
3、SETUT事務：
令牌包階段——主機發送一個PID為SETUP的輸出包給裝置，通知裝置要接收資料；
資料包階段——比較簡單，就是主機會裝置送資料，注意，這裡只有一個固定為8個位元組的DATA0包，這8個位元組的內容就是標準的USB裝置請求命令（共有11條）
握手包階段——裝置接收到主機的命令資訊後，返回ACK，此後匯流排進入空閑狀態，並準備下一個傳輸（在SETUP事務後通常是一個IN或OUT事務構成的傳輸）
 
（四）傳輸：傳輸由OUT、IN、SETUP事務其中的事務構成，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輸的結構一樣，同步傳輸有最簡單的結構，而控制傳輸是最重要的也是最複雜的傳輸。
1、中斷傳輸：由OUT事務和IN事務構成，用於鍵盤、滑鼠等HID裝置的資料轉送中
2、批量傳輸：由OUT事務和IN事務構成，用於大容量資料轉送，沒有固定的傳輸速率，也不佔用頻寬，當匯流排忙時，USB會優先進行其他類型的資料轉送，而暫時停止批量轉輸。
3、同步傳輸：由OUT事務和IN事務構成，有兩個特殊地方，第一，在同步傳輸的IN和OUT事務中是沒有返回包階段的；第二，在資料包階段所有的資料包都為DATA0
4、控制傳輸：最重要的也是最複雜的傳輸，控制傳輸由三個階段構成（初始設定階段、可選資料階段、狀態資訊步驟），每一個階段可以看成一個的傳輸，也就是說控制傳輸其實是由三個傳輸構成的，用來於USB裝置初次加接到主機之後，主機通過控制傳輸來交換資訊，裝置地址和讀取裝置的描述符，使得主機識別裝置，並安裝相應的驅動程式，這是每一個USB開發人員都要關心的問題。
1、初始設定步驟：就是一個由SET事務構成的傳輸
2、可選資料步驟：就是一個由IN或OUT事務構成的傳輸，這個步驟是可選的，要看初始設定步驟有沒有要求讀/寫資料（由SET事務的資料包階段發送的標準請求命令決定）
3、 狀態資訊步驟：顧名思義，這個步驟就是要擷取狀態資訊，由IN或OUT事務構成構成的傳輸，但是要注意這裡的IN和OUT事務和之前的INT和OUT事務有兩點不同：
　　1） 傳輸方向相反，通常IN表示裝置往主機送資料，OUT表示主機往裝置送資料；在這裡，IN表示主機往裝置送資料，而OUT表示裝置往主機送資料，這是為了和可選資料步驟相結合；
　　2） 在這個步驟裡，資料包階段的資料包都是0長度的，即SYNC+PID+CRC16