usb接口是以令牌封包為主（token based）的總線協(xié)議，而且pc主機(jī)掌握了這個(gè)總線的一切主控權(quán)。換而言之，一切的溝通都由pc主機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)激活與執(zhí)行。再加上，由于usb不占用任何pc的中斷向量、dma或是任何輸人／輸出的資源，因此，必須通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膮f(xié)議才能與外圍設(shè)各達(dá)成通信的目的，進(jìn)而執(zhí)行各項(xiàng)傳輸?shù)拿�。�?dāng)然，在usb的通信協(xié)議中，不僅只有令牌封包而已，還包含了數(shù)據(jù)封包、握手封包以及特殊封包等。因此，就必須先介紹usb封包類型中的各種數(shù)據(jù)域的格式，并加以說(shuō)明。

　　不同的封包類型，含有不同數(shù)量與形態(tài)的數(shù)據(jù)域。以下依序介紹各種數(shù)據(jù)域的規(guī)范與結(jié)構(gòu)。而通過(guò)不同形態(tài)的數(shù)據(jù)域的組成，即可構(gòu)成所要的封包類型。

　　封包內(nèi)所包含的信息數(shù)據(jù)位于1～3 074字節(jié)之間。第1個(gè)字節(jié)總是封包標(biāo)識(shí)符（pid），用來(lái)定義其余的信息字節(jié)所要表達(dá)的意義。而封包的最后一部分，則是封包結(jié)束eop（end－of－packet）標(biāo)識(shí)符。

　　但應(yīng)注意，usb的串行傳輸是先送出最低位lsb，然后再依序送出，直到最高位msb為止，如圖1所示。而pid［0：3］與pid［0：3］的意義稍后會(huì)再加以解釋。

　　圖1 封包格式

　　首先，介紹第一個(gè)，也是每一種封包都含有的數(shù)據(jù)域：同步列數(shù)據(jù)域。

　　1．同步列（synchronization sequence，sync）數(shù)據(jù)域

　　sync字段由8位組成，作為每一個(gè)數(shù)據(jù)封包的前導(dǎo)，用來(lái)產(chǎn)生同步，將會(huì)起始pll。因此，它的數(shù)值固定為：00000001。這個(gè)字段僅可以在閑置時(shí)，作傳輸之用。封包的起始是由總線從j狀態(tài)轉(zhuǎn)換成k狀態(tài)的變化所產(chǎn)生設(shè)置的。大部分的傳送過(guò)程是由傳送器在下一個(gè)可用的位時(shí)間所驅(qū)動(dòng)的，并用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)sync序列。而另一端的接收器即可利用此序列，將其所接收到時(shí)鐘與所接收到的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，兩者加以調(diào)和，如此即可確保封包的信息部分是可靠地接收到。這個(gè)sync序列以2個(gè)k狀態(tài)來(lái)結(jié)束，且在下一個(gè)位時(shí)間，開始傳遞封包的信息。

　　此外，若針對(duì)高速傳輸，sync序列將會(huì)由pc主機(jī)所產(chǎn)生，且其中包含了09位的sync（kj kjkj…kjkk）。雖然這些sync序列將會(huì)由于集線器的阻隔而消耗若干信號(hào)，但在最后末端的設(shè)備至少可以收到12位sync序列。而這已足夠去鎖住接收的時(shí)鐘，并用來(lái)產(chǎn)生pll。但對(duì)低速／全速的設(shè)備來(lái)說(shuō)，僅需使用8位sync序列。

　　2．封包標(biāo)識(shí)符（packet identifier，pid）數(shù)據(jù)域

　　pid字段緊隨在sync字段后面，用來(lái)表示數(shù)據(jù)封包的類型。pid字段由一個(gè)4位的標(biāo)識(shí)符欄以及一個(gè)互為補(bǔ)碼的檢查欄組成。在表3，2中，列出了封包的類型，其可分為令牌、數(shù)據(jù)、握手或特殊等4種封包類型。這4種類型可由pid［0：1］2個(gè)位來(lái)定義。此外，在每一種的封包類型中，還可通過(guò)pid［2：3］2個(gè)位來(lái)定義出不同的封包格式。例如，在令牌封包中，又可細(xì)分為out、in、setup與sof等4種封包格式。如此，可推類至其余的封包類型。但在2．0規(guī)范中，新增了幾個(gè)封包標(biāo)識(shí)符，其中，數(shù)據(jù)封包類型新添了data2與data3兩個(gè)封包標(biāo)識(shí)符。

　　表 各種封包的類型與規(guī)范

續(xù)表

　　3．地址（address，addr）數(shù)據(jù)域

　　addr數(shù)據(jù)域由7位組成，可用來(lái)尋址出達(dá)127個(gè)外圍設(shè)各。當(dāng)然每一個(gè)設(shè)各僅能對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的地址，而每當(dāng)新的外圍設(shè)各剛連接至usb接口時(shí)，擁有預(yù)設(shè)的地址0，其后再賦予新的地址。也因此，2⁷－1（預(yù)設(shè)地址）＝127外圍設(shè)備。

　　4．端點(diǎn)（endpoint，en�。﹑）數(shù)據(jù)域

　　endp數(shù)據(jù)域由4位組成，之前有提及過(guò)，端點(diǎn)是類似微管線的概念。通過(guò)這4位，可以定義出高達(dá)16個(gè)端點(diǎn)。但基本上，只使用15個(gè)端點(diǎn)。而通過(guò)端點(diǎn)描述符的設(shè)置，則最多可尋址出30個(gè)端點(diǎn)。這個(gè)endp數(shù)據(jù)域僅用在in、out與setup令牌封包中。對(duì)于低速的設(shè)各可支持端點(diǎn)0以及端點(diǎn)1作為中斷傳輸模式（如cy7c63o／ixx微控制器系列），而全速設(shè)各則可以擁有15個(gè)輸人端點(diǎn)（in）與15個(gè)輸出端點(diǎn)（out）共30個(gè)端點(diǎn)。cypress usb微控制器的cy7c64213與cy7c64313系列則最多可支持31個(gè)端點(diǎn)（另外包含一個(gè)端點(diǎn)0）。

　　5．循環(huán)冗余檢驗(yàn)（cycle redundancy checks，crc）數(shù)據(jù)域

　　根據(jù)不同的封包類型，crc數(shù)據(jù)域由不同數(shù)目的位組成。其中，最重要的數(shù)據(jù)封包采用crc16的數(shù)據(jù)域（16位），而其余的封包類型則采用crc5的數(shù)據(jù)域（5位）。其中的的循環(huán)冗余檢驗(yàn)crc，是一種用來(lái)做數(shù)據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)的技術(shù)。這是由于數(shù)據(jù)在做串行傳輸時(shí)，有時(shí)候會(huì)發(fā)生若干錯(cuò)誤。因此，crc可根據(jù)數(shù)據(jù)算出一個(gè)檢驗(yàn)值，然后依此判斷數(shù)據(jù)的正確性。

　　通過(guò)前面所介紹的5個(gè)數(shù)據(jù)域，即可構(gòu)成了大部分的封包類型，而以下再介紹其余特殊