USB 2.0 规范初探
By Hevry Email: hevry.jon@hotmail.com
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系内仅允许一个数据包的传输，即不同物理传输线上看到的数据包都是同一被广播的数据
包。
USB 采用“令牌包”-“数据包”-“握手包”的传输机制，在令牌包中指定数据包去向
或者来源的设备地址和端点（Endpoint），从而保证了只有一个设备对被广播的数据包/令牌
包作出响应。握手包表示了传输的成功与否。
数据包：USB 总线上数据传输的最小单位，包括 SYNC、数据及 EOP 三个部分。其中数据的格
式针对不同的包有不同的格式。但都以 8 位的 PID 开始。PID 指定了数据包的类型（共 16 种）。令牌
包即指 PID 为 IN/OUT/SETUP 的包。
端点（Endpoint）：是 USB 设备中的可以进行数据收发的最小单元，支持单向或者双向的数据传
输。设备支持端点的数量是有限制的，除默认端点外低速设备最多支持 2 组端点（2 个输入，2 个输
出），高速和全速设备最多支持 15 组端点。
管道（Pipe）是主机和设备端点之间数据传输的模型，共有两种类型的管道：无格式的
流管道（Stream Pipe）和有格式的信息管道（Message Pipe）。任何 USB 设备一旦上电就存
在一个信息管道，即默认的控制管道
默认的控制管道默认的控制管道
默认的控制管道，USB 主机通过该管道来获取设备的描述、配置、状
态，并对设备进行配置。
USB 设备连接到 HOST 时，HOST 必须通过默认的控制管道对其进行枚举
枚举枚举
枚举，完成获得
其设备描述、进行地址分配、获得其配置描述、进行配置等操作方可正常使用。USB 设备
的即插即用特性即依赖于此。
枚举：是 USB 体系中一个很重要的活动，由一系列标准请求组成（若设备属于某个子类，还包含
该子类定义的特殊请求）。通过枚举 HOST 可以获得设备的基本描述信息，如支持的 USB 版本、PID、
VID、设备分类（Class）、供电方式、最大消耗电流、配置数量、各种类型端点的数量及传输能力（最
大包长度）。HOST 根据 PID 和 VID 加载设备驱动程序，并对设备进行合适的配置。只有经过枚举的
设备才能正常使用。对于总线供电设备，在枚举完成前最多可从总线获取 100mA 的电流。
USB 体系定义了四种类型的传输，它们是：
控制传输：主要用于在设备连接时对设备进行枚举以及其他因设备而已的特定操作。
中断传输：用于对延迟要求严格、小量数据的可靠传输，如键盘、游戏手柄等。
批量传输：用于对延迟要求宽松，大量数据的可靠传输，如 U 盘等。
同步传输：用于对可靠性要求不高的实时数据传输，如摄像头、USB 音响等。
注意：中断传输并不意味这传输过程中，设备会先中断
HOST
，继而通知
HOST
启动传输。中断传输
也是
HOST
发起的传输，采用轮询的方式询问设备是否有数据发送，若有则传输数据，否则
NAK
主
机。
不同的传输类型在物理上并没有太大的区别，只是在传输机制、主机安排传输任务、可
占用 USB 带宽的限制以及最大包长度有一定的差异。
USB 设备通过管道和 HOST 通信，在默认控制管道上接受并处理以下三种类型的请求：
1. 标准请求
标准请求标准请求
标准请求：
：：
：一共有 11 个标准请求，如得到设备描述、设置地址、得到配置描述等。
所有 USB 设备均应支持这些请求。HOST 通过标准请求来识别和配置设备。
