《圈圈教你玩 USB》学习笔记-批量传输

    批量传输使用批量事务(bulk transaction) 传输数据。一次批量事务有三个阶段：令牌包阶段，数据包阶段和握手包阶段。这里的每个阶段都是一个独立的包。批量传输分为批量读和批量写(记住，输入还是输出是以主机为参考的)，批量读使用批量输入事务，批量写使用批量输出事务。

    批量传输没有规定数据包中数据的意义和结构，具体的数据结构要由设备自己定义。批量传输通常用在数据量大，对数据的实时性要求不高的场合，例如 USB 打印机、扫描仪、大容量存储设备等。

1、批量输出事务

主机端

    主机先发出一个 OUT 令牌包，这个令牌包中包含了设备地址、端点号。然后，再发送一个 DATA 包(具体是什么类型的 DATA 包，要看数据切换位)，这时地址和端点匹配的设备就会收下这个数据包。然后主机切换到接收模式，等待设备返回握手包。

设备端

    设备解码令牌包，数据包都正确无误，并且有足够的缓冲区来保存数据后，就会使用 ACK 握手包或者 NYET 握手包来应答主机(只有高速模式才有 NYET 握手包，它表示本次数据成功接收，但是没有能力接收下一次传输)。

    如果没有足够的缓冲区来保存数据，那么它就会返回一个 NAK 握手包，告诉主机目前没有缓冲区可用，主机会在稍后的时间重试该批量输出事务。

    如果设备检测到数据正确，但是端点处于挂起状态，则返回一个 STALL 握手包。

    如果检测到有错误(例如校验错误、位填充错误)，则不做任何响应，让主机等待超时。

2、批量输入事务

主机端

    主机首先发出一个 IN 令牌包，同样，这个 IN 令牌包中包含了设备地址和端点号。然后主机切换到接收数据状态，等待设备返回数据。

设备端

    如果设备检测到错误，那么不做任何响应，主机等待超时

    如果此时有地址和端点匹配的设备，并且没有检测到错误，则设备要做出响应：如果设备有数据需要返回，那么它把一个数据包放到总线上，如果设备没有数据需要返回，则它直接使用 NAK 握手包来响应主机；

    如果该端点处于挂起状态，设备会返回一个 STALL 握手包

    如果主机接收到设备发送的数据包并解码正确后，使用 ACK 握手包应答设备。

    如果主机检测到错误则不做任何响应，设备会检测到超时。USB 协议规定，不允许主机使用 NAK 握手包来拒绝接收数据包。

    主机在收到 NAK 握手包后，知道设备暂时无数据返回，主机会在稍后的时间里重试该输入事务。

3、PING 令牌包

USB2.0 高速设备增加了一个 PING 令牌包，它不发出数据，直接等待设备的握手包。因此 PING 事务只有令牌包和握手包。用于探测设备是否有空间接收数据。设备根据实际的情况返回握手包。ACK 握手包表示有空间接收数据，NAK 握手包表示无空间接收，STALL 握手包表示端点挂起。

4、一次正确的批量输入事务如下

主机发送

同步域

IN PID

7 位地址

4 位端点号

5 位 CRC5 校验

EOP

设备返回

同步域

DATA0 PID

字节 0

字节 1

16 位 CRC16 校验

EOP

主机应答

同步域

ACK PID

EOP

5、一次正确的批量输出事务如下

主机发送

同步域

OUT PID

7 位地址

4 位端点号

5 位 CRC5 校验

EOP

主机发送

同步域

DATA0 PID

字节 0

字节 1

16 位 CRC16 校验

EOP

设备应答

同步域

ACK PID

EOP