USB中文协议08协议层.doc

第八章协议层
这章从字段(Field)和包(Packet)的定义开始,从底向上地展示USB(Univeral Serial Bus)协议。接着是对不同事务(Transaction)类型的包事务格式的描述。然后是链路层(Link layer)流程控制(Flow Control)和事务级别的故障恢复(Fault recovery)。本章的最后将讨论复执同步化(Retry synchronization),超时干扰(Babble)和总线活动丧失(Loss of bus activity)的恢复。
位定序
数据位被发送到总线的时候,首先最低有效位(LSb),跟着是下一个最低有效位,最后是最高有效位(MSb)。在以后图表中的,包以下列形式给出,即包中单个的位和字段从左到右的顺序就是它们通过总线的顺序。

所有的包都从同步(SYNC)字段开始的,同步字段是产生最大的边缘转换密度(Edge TransitionDensity)的编码序列。同步字段作为空闲状态出现在总线上,后面跟着以NRZI编码的二进制串“KJKJKJKK”。通过被定义为8位长的二进制串,输入电路以本地时钟对齐输入数据。同步字段是用于同步的机制,在以后图表当中将不被表示()。同步字段里的最后的2位是同步字段结束的记号,并且标志了包标识符(PID,Packet Identifer)的开始。

在后面几节将描述标记,数据和握手包的字段格式。包中位的定义是以未编码的数据格式给出。为了清楚起见,在此不考虑NRZI编码和位填充(Bit Stuffing)的影响。所有的包都分别有包开始(Start-of-Packet)和包结束(End-of-Packet)分隔符。包开始(SOP)分隔符是同步字段的一部分,而包结束(EOP)分隔符在第7章有所描述。

所有USB包的同步字段后都紧跟着包标识符(PID)。如图8-1所示,包标识符由4位的包类型字段和其后的4位的校验字段构成。包标识符指出了包的类型,并由此隐含地指出了包的格式和包上所用错误检测的类型。包标识符的4位的校验字段可以保证包标识符译码的可靠性,这样包的余项也就能被正确地解释。包标识符的校验字段通过对包类型字段的二进制的求反码产生的。如果4 个PID检验位不是它们的各自的包标识符位的补,则说明存在PID错。
图8-1 PID 格式
主机和所有功能部件都必须对得到全部PID字段实行完整的译码。任何收到包标识符,如果含有失败的校验字段,或者经译码得到未定义的值,则该包标识符被假定是被损坏的,而且包的余项将被包接收机忽略(Ignore)。如果一个功能部件(Function)收到了包含了它所不支持的事务类型或方向的合法包标识符,则不必应答。例如,只能输入的端口(IN-only Endpoint)必须忽略输出标记(Token)。表8-1列出了包标识符类型,编码及其描述。
表8-1 PID 类型
PID 类型
PID 名
PID[3:0]
描述
标记
(Token)
输出(OUT)
输入(IN)
帧开始(SOF)
建立(SETUP)
0001B
1001B
0101B
1101B
在主机到功能部件的事务中有地址+端口号
在功能部件到主机的事务中有地址+端口号
帧开始标记和帧号
在主机到功能部件建立一个控制管道的事务中有地址+端口号
数据
(DATA)
数据0(DATA0)
数据1(DATA1)
0011B
1011B
偶数据包PID
奇数据包PID
握手(Handshake)
确认(ACK)
不确认(NAK)
停止(STALL)
0010B
1010B
1110B
接收器收到无措数据包;
接收设备部不能接收数据,或发送设备不能发送数据;
端口挂起,或一个控制管道请求不被支持。
专用
(Special)
前同步(PRE)
1100B
主机发送的前同步字。打开到低速设备的下行总线通信。
*注解:PID位以最高位在前的顺序被表示。在USB上被发送的时候,最右的位(位0)将被第一个发出。
包标识符被分为4个编码组:标记,数据,握手和专用。包标识符传送的前2位(PID<0 : 1>)指出了其属于哪个组。这说明包标识符编码的分布。

功能部件端口使用2个字段:功能部件地址字段和端口字段。功能部件对地址和端口字段都需要进行译码。不允许使用地址或端口别名(Aliasing),并且任何一个字段不匹配,此标记都必须被忽略。另外, 对未初始化的端口的访问将使得标记被忽略。

功能部件地址(ADDR)字段通过其地址指定功能部件,至于是数据包