[USB波形分析] 全速USB波形数据分析(二)

在上一篇文章全速USB波形数据分析(一)介绍了全速USB的数据包(Packet)的组成，数据的类型等基本知识。这篇文章介绍USB的几种传输方式

事务(Transaction)

USB协议定义了三种不同的事务(Transation),即SETUP事务, IN事务和OUT事务

SETUP 事务

一次成功的SETUP事务包含3个连续的数据包，分别是令牌包（TOKEN PACKET），数据信息包（DATA PACKET），握手包（HANDSHAKE PACKET）

用示波器实际获取的D+/D-信号如下，

IN 事务

一次成功的SETUP事务包含2个或者3个连续的数据包，分别是令牌包（TOKEN PACKET），数据信息包（DATA PACKET），握手包（HANDSHAKE PACKET）。对于同步传输（Isochronous）模式，省略了握手包以保证数据实时传输

用示波器实际获取的D+，D-信号如下，

OUT 事务

一次成功的OUT事务包含2个或者3个连续的数据包，分别是令牌包（TOKEN PACKET），数据信息包（DATA PACKET），握手包（HANDSHAKE PACKET）。对于同步传输（Isochronous）模式，省略了握手包以保证数据实时传输

OUT事务在示波器中的波形如下，

USB数据传输(Transfer)

USB数据传输过程包含1个到多个事务传输，一个事务传输包含了2个到3个的数据包传输，它们的层次结构如下图所示，

USB协议定义了四种数据传输类型，分别是控制传输（Control Transfer）, 中断传输（Interrupt Transfer），同步传输（Isochronous)，批量传输(Bulk Transfer)

控制传输（Control Transfer）

用于对设备配置和发送命令，使用了完善的错误检查机制。控制传输强制使用端口0（Endpoint 0)。控制传输包含2个到3个阶段，SETUP阶段，DATA阶段（可选），STATUS阶段。

没有数据的控制传输（Control No Data Transfer）

写数据控制传输(Control Write Transfer)

读控制传输（Control Read Transfer）

批量传输（Bulk Transfer）

不定周期的大数据量的传输方式，对于全速USB，数据包的数据大小可以是8，16，32，64字节；对于高速USB数据包的数据大小为512字节

中断传输（Interrupt Transfer）

中断传输类似于批量传输，对于全速USB，数据包的数据大小可以由1字节到64字节；对于高速USB，数据包的数据大小可以由1字节到1024字节。中断端点有一个相关联的轮询间隔，确保主机将定期轮询它们(接收IN令牌)。

同步传输（Isochronous Transfer）

同步传输用于流数据，如音频和视频。对于全速USB，数据包数据可以多达1023个字节；对于高速USB则可多达1024个字节。同步传输没有握手数据包

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[参考资料]

• https://elearning.renesas.com/file.php/1/CoursePDFs/DevCon_On-the-Road/DevCon_On-the-Road/Operating_Systems/Embedding_USB_-_The_Implementation_Challenges_and_Limitations.pdf
• USB 101: An Introduction to Universal Serial Bus 2.0, Cypress Semiconductor Corporation
• EZ-USB Technical Reference Manual, Cypress Semiconductor Corporation