USB通信协议——数据交易

表列出了组成4种传输类型的元素。在这里，读者就需要注意一些通信协议的结构。例如，传输与数据交易、数据交易与封包、封包与字段之间的关系。当然，这是相当复杂且容易弄混淆的地方。其中，传输包含1个或是更多的数据交易，每一个数据交易又包含1个、2个或是3个封包。而封包中，又包含封包标识符（PID）字段、检查字段（CRC）以及额外的信息字段。

　　表 传输类型、数据交易与封包的关系表

　　*每一个封包是往下端接口传递出去的，若是低速，前面还会再放置PRE封包。

　　因此，若要了解完整的USB通信协议就必须从数据域谈起。通过由下而上，从简易至复杂的通信协议单位来组合出各种复杂的通信协议，进而构建出完整的通信协议。

　　从表的第2栏中，可以知道其中包含了3种数据交易类型。这3种数据交易是根据其目的与数据流方向来决定的。其中，SETUP数据交易用来送出控制传输要求给设备；IN数据交易是数据从设各传回主机；OUT数据交易是将数据传送出去给设各。每一个数据交易中，包含了辨识、错误检核、状态以及控制信息，同样也包含了要交换的数据等。此外，一个完整的数据交易可能占用多个帧。但是数据交易却是一个实现USB通信协议的最基本的结构组成。也即是，在总线上没有任何通信能够去切断该数据交易的沟通过程。当然，除非是错误的USB通信过程。

　　此外，一个小量数据的传输也许仅需一个数据交易。如果是大量的数据，传输可能就需使用多个数据交易，每一次传输一部分数据。读者或许会认为表的通信协议的结构非常复杂。其中，尤其是第1栏所列的控制传输是较为严谨与必须去实现的。

　　根据上述不同封包的组合与搭配就可以执行各种数据交易。但最重要的是，数据交易的格式必须与前面所提及的4种传输类型互相配合。这是因为不同的传输类型就会执行不同的数据交易。其中，除了等时传输外，控制传输、中断传输与批量传输都以下列的3个阶段来组成一个数据交易的动作。

　　等时传输却只有包含如下所列的2个阶段而已。若等时传输在传输的过程中发生错误，不会重送一次，所以也就不具有握手阶段。

　　因此，为了方便读者的记忆与了解整个USB的通信协议，在此以一个较简易的方式来向读者介绍。即是通过一个小口诀来介绍USB通信概念。这个口诀即是：5 4 2 3 3，如图所示。

　　图 USB通信协议的简易口诀

　　这个口诀相当简单，有点像是通关秘诀，而整个数字的顺序即可串联出USB的通信协议。5，4，2即分别为每个封包（令牌、数据与握手）的字段数目，其后的3则为实现一个数据交易所需的3个封包阶段（令牌、数据与握手），而最后的3则为实现一个控制传输所需的3个数据交易层。读者可以对照表，且只须以这个简易的数字顺序，从下层到上层，即可构建出一个完整的控制传输。而以下，先从USB封包类型与其所包含的字段来谈起。