USB總線協議基礎知識
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但是usb的接口協議實在有點費解，linux uhci驅動作者之一Alan Stern曾經就說過“The USB documentation
is downright evil. Most
本文將從整體上介紹usb協議，包括usb host ,usb hub,usb function。希望能給讀者一個總體上的了解。也
因此，文章將分成相應的三部分講解。
一。usb function
1。初識usb.usb是一種串行接口協議，它靠d+,d-兩條數據線構成的差分線來進行數據傳輸，這讓我們非常感興
趣它到底和我們通常熟悉兩線rs232/485有何區別。了解這種區別有助于我們對usb作一個深入的了解。那么讓
我們回想一下到底一個兩線rs232的數據是如何傳送的，如圖一：
在這里我們的重點在于，我們發現要在串行口傳送數據一個最體碼的要求恐怕就是：要知道數據傳輸何時開始，
何時結束。即如何delimit.那么rs232怎么做的。顯然，在idle（空閑）時，即無數據傳送時，數據線處于高電
平，等到有數據開始傳送，發送方首先拉低數據線（start)，表示數據傳輸開始，接受端也因為這個“start”信號
開始準備接受即將到來的數據，類似一次握手，隨后，在兩者之間的數據傳送開始，結束后主方再次拉高數據
線，表示結束傳輸，自此兩者重新進入Idle狀態。等待下一輪傳送開始。
了解了rs232,那么我們自然想到usb如何做到這個呢，既然是串行位流傳輸，也理所當然的解決這個問題。沒錯，
Usb協議必然要解決這個問題，讓我們作一個類似rs232的比較吧！類似于rs232,usb的傳輸楨如圖二：
（這里我們暫時忽略這個傳輸所代表的意義）為了說明問題，我們對一些問題簡化，我們定義這樣幾個狀態：
假設D+,D-分別表示usb信號線的電平信號。那么對于usb full speed function(high speed ,low speed是不
同的),我們定義差分數據線上可能出現的四個狀態：
Data J state:D+=1，D-=0；
Data K state:D+=0，D-=1；
SE0：D+=D-=0;
SE1：D+=D-=1;
那么上面的圖中，相應的也可表示為圖三：
這個對usb full speed function來說，idle狀態將處于Data J state，se0表示一楨結束。看這個圖是不是很像
我們熟悉的rs232。沒錯！！！他們確實很相似。在無數據傳輸時，它們都處于Idle狀態，當要開始傳輸數據時，
先發一個sync(同步信號，rs232為start,usb為一sync字節，見協議說明）信號進行“握手”，而后開始傳輸，
當傳輸要結束時，發一stop信號（usb為一個se0狀態表示要結束傳輸），最后又進入idle態等待新的傳輸。不過，
你可能更加注意到，他們還是不同的。不同在于usb是按packet進行傳輸的，就是說它傳輸的最小單位是packet，
而rs232是按字節傳送的，也即它的最小傳送單位是字節。既然是按pakcet傳送，想想我們相較于rs232的按字節
單位傳輸，我們可以得到哪些“好處”。想想看，pakcet的好處不就在于我們可以靈活的定義數據的傳送格式，
傳送方式，從而可以適應各種各樣的串行設備，這不就是所謂的“通用串行總線”嗎？
簡介：從本節開始，我們將介紹usb的傳輸機制。這節先介紹usb現有傳輸方式的背景知識，做為對下節將要展開
的四種傳輸類型，描述符，等相關知識的一個導引。
2。usb傳輸。
我們在上一節中了解到了usb的“packet”的感念，了解到了usb傳送一個packet總是以sync開始，以eop結束，
這個稱為delimiter,即標記packet的始末。有了packet，我們就可以在usb總線上傳輸數據了。但是這還不夠，
比如數據傳送方向，即傳回usb主機還是傳下usb從機，數據傳送的地址，數據傳送的類型（這些后面我們將會知
道）這些信息在傳輸之前是必須搞清楚的，那么這個信息如何得知呢，看來這就需要我們定一套基于packet的
“協議”了。主機與從機在傳輸中均遵循這套“協議”，那么這些問題就可以迎刃而解。事實上，usb的一次數
據傳輸總是遵循這樣的“協議”的:
首先，主機發第1個packet給從機，聲明數據傳送方向，數據傳輸地址，數據傳輸類型。
其次，主機發第2個至第n個packet載有實際數據
最后，從機返回一個packet是一個ACK包，報告數據傳輸的結果，比如接受出錯或成功等信息，這樣主機
就可以借此了解到這次傳輸情況，從而有可能來作出相應措施如決定是否重發。
這里我們考慮的是主機發數據給從機的情況，那么從機發數據給主機時，是不是也可以這樣呢？當然可以，比如
從機要發數據給主機時，也可以采取同主機類似的方式：
首先，從機發第1個packet給主機，聲明數據傳送方向，數據傳輸地址，數據傳輸類型。
其次，從機發第2個至第n個packet載有實際數據
最后，主機返回一個packet是一個ACK包，報告數據傳輸的結果，比如接受出錯或成功等信息，這樣從機就可以
借此了解到這次傳輸情況，從而有可能來作出相應措施如決定是否重發。
基本上可以歸結為一個“三段式”傳輸
這里有人可能注意到了，對這樣一個傳輸機制，從機和主機的功能將是一樣的，因為這樣的實現機制，從機
可能在某一時刻是主機，某一時刻又可能是從機，因為他們要實現同樣的功能。這樣實現起來的復雜性也將是
一樣的。
注：這里概念或許容易混淆，其實，我們這里的主機(master)和從機(slaver)是一個transceiver,即可收可發。
相應的，在某一時刻，master在發數據，我們稱其為transmitter,在接受時我們稱為receiver.對slaver同樣。
我們可能還注意到了,usb這種按pakcet傳輸的方式在實現時已經很復雜了（至少比rs232要復雜多吧），至少我
們目前看來主從機功能一樣這樣的實現方式似乎還是可行，但是后面我們談到usb host時將會了解到host的功
能是如何的復雜，以至于讓一個usb function 也帶上如此的功能成本和實現復雜性將陡然上升。作為面向廣范
應用的usb，這是我們不允許的。我們期望的是一個使用usb 的udisk,使用usb的光驅，使用usb的耳麥等等這些
東西不要因為usb而變得昂貴，復雜。
正是因為這個原因，usb從機的傳輸發式便由上面的方式改成了下面的方式進行：
首先，主機發第1個packet給從機，聲明數據傳送方向，數據傳輸地址，數據傳輸類型。
其次，從機收到主機送來的第一個packet后，再發第2個至第n個packet載有實際數據
最后，主機返回一個packet是一個ACK包，報告數據傳輸的結果，比如接受出錯或成功等信息，這樣從機
就可以借此了解到這次傳輸情況，從而有可能來作出相應措施如決定是否重發。
而對于usb 主機傳輸方式保持不變。
對于這樣的改變，我們馬上就有疑問了：這個改變的傳輸方式是和未改變之前的等價嗎。當然，不全等價。問題
在哪里？仔細觀察一下便知，兩者區別在于第一個packet是由誰發起的。未改變之前，第一個packet總是由要傳
送數據的一方發起，而改變之后的第一個Packet總是由主機發起。這樣，就變成如果從機要發送數據給主機時，
總是由主機發起（第一個packet),然后從機開始傳送。
可能初次接觸我們會感覺怪怪的，怎么從機要給主機發送數據前反而要主機先發packet給從機。
我們要說這樣是可以的，因為通常一次傳輸交互的產生，并非無來由的產生，這些都是由程序員控制的，控制usb
何時收，何時發，及發給誰！！！
這里我們就注意到了，usb function(總是作為從機）的功能一下從原來與主機具有相同功能的tranceiver變成
了現在僅具發送（或接收）功能的transmitter（或Receiver）實現的復雜性及成本可想而知也就相應得減小了。
簡介：本節介紹usb full speed function的四種傳輸類型。
上節中我們了解到了usb host
數據還是發送數據，都是由usb host首先發起。即傳輸的第一個packet總是由usb host發出的。這個packet將聲
明本次即將進行的數據傳輸方向，數據傳輸地址和數據傳輸類型。
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