系列文章目录
USB3.2 摘录(一)
USB3.2 摘录(二)
USB3.2 摘录(三)
USB3.2 摘录(四)
文章目录
- 系列文章目录
- 8 协议层(Protocol Layer)
- 8.8 三个参数地址信息(Addressing Triple)
- 8.9 路由字符域
- 8.9.1 路由字符端口域
- 8.10 事务包使用
- 8.10.1 流控制条件
- 8.10.2 Burst Transactions(突发事务处理)
- 8.10.3 短包
- 8.11 TP 或 DP应答
- 8.11.1 设备对TP请求数据的应答
- 8.11.2 主机对收到设备的数据应答
- 8.11.3 设备对从主机那收到数据应答
- 8.11.4 设备对SETUP DP的应答
- 9 设备框架(Device Framework)
- 10 集线器、主机下游端口和设备上游端口规范(Hub, Host Downstream Port, and Device Upstream port Specification)
- 11 互操作性和功率传输(Interoperability and Power Delivery)
- A Gen1 符号编码(Gen 1 Symbol Encoding)
- B 符号扰乱(Symbol Scrambling)
- C 电源管理(Power Management)
- D 示例数据包(Example Packets)
- E 中继器(Example Packets)
8 协议层(Protocol Layer)
协议层管理 Host 和 Device 间 end-to-end 数据流,是建立在链路层正确传输基础上的。本章详细描述:
- 包类型;(LMP,DP,TP,ITP)
- 包格式;
- 包期待的响应;
- 四种 transaction 类型
8.8 三个参数地址信息(Addressing Triple)
数据包和大部分事务包提供使用一个由三个域构成的地址访问指定数据流的权限。它们是设备地址(Device Address)、端点号(Endpoint Number)和方向域(Direction)。
一旦复位和上电,设备地址默认值为 0 ,应该在枚举过程期间被主机用 1 到 127 之间的值来编程。设备地址 0 保留成默认地址,不能分配给任何其他使用。
设备除去必须的默认端点号为 0 的默认控制端点外,可以支持最大值达到 15 个 IN 和 15 个 OUT 端点(由方向域指示)。
8.9 路由字符域
路由字符是在下游导向(向下游端口方向发送)的包中一个20位的域,集线器使用其进行路由选择,将包传递到指定的下游端口。它由一串下游端口号(每个集线器4位)组成,集线器使用它到达设备。集线器使用集线器深度值HubDepth乘以4作为在路由字符域中要定位的偏移值,集线器用它来决定下游端口号。集线器深度值在枚举过程期间,由每个集线器决定和分配。
注意这个域(路由字符)只在主机发送的包中有效,当被设备发送时,这个域是保留的。
上图中集线器@Tier1域值是直接连接到主机根端口之一的集线器的下游端口号注意:上图中结构是每4bit表示一个端口号。因此不同端口号是以4为模进行偏移。
8.9.1 路由字符端口域
在路由字符中的这4位宽度区域代表要被寻址的集线器端口8.9.2路由字符端口域宽度
路由字符端口域宽度是固定为4位,端口号的最大值限制为15.8.9.3端口号
包直接传向的集线器上指定的端口,由路由字符端口域值确定。当寻址集线器控制器时,然后在集线器层的路由字符中端口号域应该被设置为0.集线器下游端口一个个相继寻址。
8.10 事务包使用
TP被用来报告数据事务传输的状态,能返回指示数据包、命令接收或拒绝,流控的成功接收和停止条件的值。
8.10.1 流控制条件
这部分描述当一个端点返回一个流控制应答时,在主机和设备之间的相互作用。流控制是在主机和设备端点之问的端对端级的。只有块,控制和中断端点可以发送流控制应答。同步端点不能发送流控制应答。
如果一个IN端点返回下面对 ACKTP的应答之一(返回数据),则应该被认为这是在次流控制条件中:(对主机请求数据事务包的应)
- NRDYTP应答
- 发送一个 DPH中EOB域值为1的DP
如果一个OUT端点返回下面的对 DP的应答之一, 则应该被认为在流控制条件中:- NRDYTP 应答 - 发送一个NumP域值为0的ACKTP
只有当被主机设置时PacketsPending域才有效,它不影响端点进入流控制状态。详细参考8.11的主机与设备的TP应答
当端点在流控制条件中,它应该发送一个ERDYTP使自己进入活动状态。而且,如果端点是IN端点,那么它应该一直等待,直到它在能发送ERDYTP之前,为它发送的最后一个 DP收到ACKTP。当端点不在一个流控制条件中,它不应该发送一个 ERDY TP,除非端点是支持流的块端点。注意主机能重新开始到任何端点的事务处理–甚至端点在返回一个流控制应答以后还没有返回ERDYTP。
8.10.2 Burst Transactions(突发事务处理)
只要设备能够接收数据,超速USB协议就允许主机连续发送数据给一个设备或者只要设备能够发送数据,主机就连续能从设备接受数据。设备端点能不需ACK而一次发送或者接受数据包数量(burst size)被记录在设备的endpoint companion descriptor 中。在端点最大突发大小中记录的值为不止一个包(最大突发尺寸大于1),则被认为能支持“突发事务处理。(如果突发大小为1,则意义为发送一个数据包而不需要 ACK应答,这相当于没有突发,还是发送每个数据包后要发送ACKTP)下面的规则适用于突发:
- 在收到ACK之前能在突发中发送的最大包数被限制于端点的最大突发大小加上端点或主机收到最后一个ACKTP包的NumP域的值,减去在被最后一个ACKTP包应答之后端点或主机已经发送的包数。
(收到一个 ACK之前一次突发中能被发送的最大包数<=端点的最大突发大小+收到的最后一个ACKTP包的NumP域值-在被最后一个 ACKTP包应答的包之后已经发送的包数) - 在突发中的每个包都要有一个最大数据包尺寸的数据负载。仅仅在一次突发的最后一个包的大小能比描述符中记录的最大数据包尺寸小(类似于USB2.0)。如果最后一个包较小,则对于短包的相同规则也适用一个在一次突发结尾的短包(参考8…10.3短包)。- 只要ACKTP包的NumP域值不为0,突发传输事务就能持续,每个包都有最大包尺寸大小的数据负载。
只要主机或者设备想要持续接受数据,NumP域值能在任何时候通过主机或者设备发送ACKTP包来增加。仅仅要求是umP域值不能比设备支持的最大突发尺寸大。- 如果设备或者主机发送一个NumP域值减少的ACKTP包,那么减少的值不能比1大.例如,如果前一个ACKTP包NumP域值为5,那么对下一个收到的包的 ACK TP的NumP域值不应该比4小,只有下面的情况除外:-----如果设备能够接受数据但是不能再接收更多的数据了,则它应该发送一个NumP域值设为 0的 ACKTP 包。
----主机应该发送一个NumP域值设为0的ACKTP包作为设备发送一个带有EOB域值被置位的DP包或者是短包的的应答。
但是,如果主机收到一个短包,主机还需要在同一个端点上开始另外一次传输,那么主机可以发送一条 NumP域值为非零值的ACKTP包来替代发送一个为0的ACKTP包。
8.10.3 短包
超速保持USB2.0支持的短包功能。当设备或主机收到数据长度区域比端点最大包尺寸小的 DP,则它应该认为传输完成了。
在IN传输中,设备应该在发送一个短包DP后,停止发送DPS。主机应该用一个NumP域为0的ACKTP对短包应答。当此端点开始另外一次传输,主机应该对设备端点安排事务。
在OUT事务中,主机可以在发送一个短包后停止发送DPs,主机在此端点开始另外次传输时应该给设备端点安排事务。注意这为端点的一次新突发的开始。
8.11 TP 或 DP应答
发送和接收设备应该返回DPS或TPs,正如Table8-25到Table8-27详细描述的。注意依赖域传输类型和TP流的方向,并非所有TP被允许。
8.11.1 设备对TP请求数据的应答
Table 8-25 显示了设备对块、控制和中断端点的TP请求数据的可能应答方式。如果有个不正确的设备地址或者端点号和方向,一个TP被当作无效。
8.11.2 主机对收到设备的数据应答
Table 8-26 显示了主机对块,控制和中断端点收到设备的数据的应答。主机能返回仅仅一个ACKTP。如果有一个不正确设备地址或端点号和方向一个DPH被当作无效的。在 Table 8-26 中,DPP错误可能由于下面一个或几个导致:
CRC不正确
- DPP终止
- DPP丢失
- DPH中的数据长度不与实际数据长度相符
8.11.3 设备对从主机那收到数据应答
设备对块,控制和中断端点从主机收到的数据的TP应答在Table8-27先表示。如果有一个不正确的设备地址,端点号或方向,则一个DPH被当作无效的。DPP错误可能由下面一个或多个导致:
CRC不正确
- DPP终止
- DPP丢失
- DPH中的数据长度不与实际数据长度相符
注意:ACKTP的接收是向主机指示前一个顺序号的DP被设备成功接收,也指示设备还能够接收主机将要发送DPs的有效的数据包的缓存数(NumP域指示)。设备应该为每个DP发送一个ACKTP.
8.11.4 设备对SETUP DP的应答
SETUP DP是一种特别的DP,它通过Setup域被设置为1来认证,可被寻址到任意端点SETUP是一种主机到设备的特别的数据事务处理,它允许主机初始化设备一条要执行的命令。收到SETUPDP的话,设备应该以Table8-28.中的应答:
注意如果出现任何下面之一,SETUPDP应该被当作无效的;
- 不正确的设备地址
- 端点号和方向与端点当前配置部分不符
- 端点号没有适用于一个控制端点
- 非零顺序号(SETUPDP中所有顺序号都要为0)
- 数据长度没有被设置为8
在Table 8-28中,DPP错误可能由于下面一个或多个导致:
- CRC 错误
- DPP终止
- DPP丢失
- SETUPDPH中的数据长度域实际数据长度不符
9 设备框架(Device Framework)
10 集线器、主机下游端口和设备上游端口规范(Hub, Host Downstream Port, and Device Upstream port Specification)
11 互操作性和功率传输(Interoperability and Power Delivery)
A Gen1 符号编码(Gen 1 Symbol Encoding)
B 符号扰乱(Symbol Scrambling)
C 电源管理(Power Management)
D 示例数据包(Example Packets)
E 中继器(Example Packets)
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