包的格式

包（Packet）是USB系统中信息传输的基本单元，所有数据都是经过打包后在 USB总线 上传输的。

数据在 USB总线 上的传输以包为单位，包只能在帧内传输。

高速USB总线的帧周期为125us(=0.125ms)，全速以及低速 USB 总线的帧周期为 1ms。

帧 的 开始由一个特定的包（SOF包 ∈\in 令牌包）表示，帧尾为 EOF。EOF不是一个包，而是一种电平状态，EOF期间不允许有数据传输。

包是USB总线上数据传输的最小单位，包不能被打断或干扰，否则会引发错误。
若干个数据包组成一次事务传输，一次事务传输也不能打断，属于一次事务传输的几个包必须连续，不能跨帧完成。
一次传输由 一次到多次事务 传输构成，一次传输可以跨帧完成(即：一次传输可以被打断)。

USB包由五个域组成，即： //★

  1. 同步域（SYNC）
  2. 标识符域（PID）
  3. 数据域（ADDR + Frame Number + DATA ）
  4. 循环冗余校验域（CRC）
  5. 包结尾域（EOP）

包的基本格式如下图（即：一个包由下面多个域组成）： //★

  • 简易格式1： //相对格式2 少了 SOP起始信号 和 EOP终止信号，为了快速了解
    2.1 包组成（Packets Content） - 图1
  • 完整格式2：//建议记住这个。
    2.1 包组成（Packets Content） - 图2

SOP = Start Of Packet
EOP = End Of Packet

SofTool.CN
我认为应该采纳 完整格式2 来理解。

EOF 和 EOP 的区别

在 OHCI（Open Host Controller Interface） 规范中，EOF（End of Frame） 和 EOP（End of Packet） 是两个关键概念，它们在 USB 数据传输中扮演不同的角色。以下是它们的详细区别：

1. EOF（End of Frame）

定义

  • EOF 表示 USB 帧（Frame）或微帧（Microframe）的结束。
  • 在 OHCI 中，USB 时间被划分为 1ms 的帧（Full Speed） 或 125µs 的微帧（High Speed），EOF 标志当前帧的终止。

作用

  1. 帧调度边界：

    • OHCI 主机控制器（HC）在每帧结束时执行以下操作：
      • 更新 Frame Number Counter（FNO）。
      • 检查并处理 周期性传输列表（Periodic List） 中的等时（Isochronous）和中断（Interrupt）传输。

  2. 带宽管理：

    • 确保每帧内的传输不超过 USB 总线的带宽限制（如 Full Speed 下每帧最多 1200 字节）。

  3. 硬件行为：

    • 触发 SOF（Start of Frame） 包，标志下一帧的开始。
    • 若当前帧未完成传输，HC 可能强制终止并进入下一帧。

示例场景

  • 在 等时传输（Isochronous） 中，HC 必须在 EOF 前完成当前帧的数据传输，否则数据会被丢弃（因无重传机制）。

2. EOP（End of Packet）

定义

  • EOP 表示 单个 USB 数据包（Packet）的结束。
  • 它是物理层信号，由 2 个位的 SE0（Single-Ended Zero）状态 + 1 位 J 状态 组成。

作用

  1. 包传输终止：

    • 标志一个完整的 USB 包（如 Token Packet、Data Packet、Handshake Packet）已发送或接收完毕。

  2. 错误检测：

    • 如果 EOP 信号异常（如长度错误），HC 会标记 CRC 错误 或 位填充错误。

  3. 握手协议：

    • 在 控制传输（Control Transfer） 或 批量传输（Bulk Transfer） 中，EOP 后设备需返回 ACK/NAK/STALL 握手包。

示例场景

  • 主机发送一个 OUT 数据包 后，EOP 标志包结束，设备需在指定时间内回复 ACK。

3. 关键区别对比

特性 EOF（End of Frame） EOP（End of Packet）
作用范围 帧级（1ms 或 125µs 时间单位） 包级（单个 USB 数据包）
触发行为 帧计数器更新、SOF 发送、周期性传输调度 包传输终止、握手协议触发
硬件信号 无特定物理信号，由 HC 内部逻辑管理 明确的物理层信号（SE0 + J 状态）
错误处理 帧超时或带宽超额会导致丢帧 EOP 信号异常会触发 CRC 错误或重传
关联传输类型 影响所有传输类型（尤其是等时/中断传输） 所有包均需 EOP，但对控制/批量传输更关键

4. 实际应用中的联系

  • 协同工作：
    一个 USB 帧（EOF 终止）内可能包含多个数据包（每个包以 EOP 结束）。例如：

    • 在 等时传输 中，HC 可能在一个帧内发送 多个等时包，每个包以 EOP 终止，最后以 EOF 结束整个帧。

  • 时序关系：

    • 若某个包的 EOP 未在 EOF 前完成，该包可能被截断（等时传输）或触发重传（批量传输）。

5. 总结

  • EOF 是 时间调度单位 的结束，关乎 USB 的全局带宽管理和帧同步。
  • EOP 是 数据包 的结束，确保单个包的完整性和协议正确性。

在 OHCI 驱动开发中：

  • 需通过 HcFmInterval 寄存器 配置帧长度（EOF 间隔）。
  • 需检查 HcInterruptStatus 寄存器 的 EOP 相关错误标志（如 CRCError）。