USB协议之二数据包分析

图解USB协议之二数据包分析感谢朋友们对我发的上一个帖子《图解USB协议之一枚举过程》的支持，虽然手头的项目比较忙，周末还是抽时间写了这个专题的第二篇，不能让大家失望啊，哈！本篇分析数据包，仍然使用“HD-USB12”USB协议分析仪采集分析数据。分两部分内容：首先和童鞋们一起简单复习一下USB协议中的相关知识，然后用“HD-USB12”USB协议分析仪采集几个实例进行分析。一、协议知识1）PID格式，详见图1（图1）注：a、上图是从低位到高位b、高四位是低四位取反c、PID自校验2）PID分类，详见图2（图2）3）Token包格式（不包括SOF），详见图3（图3）注：a、ADDR表示设备地址b、ENDP表示端点号c、CRC5表示设备地址及端点号的校验和4）SOF包格式，详见图4（图4）注：a、FrameNumber表示帧号，1毫秒发送一帧b、CRC5表示FrameNumber的校验和5）Data包格式，详见图5（图5）注：a、DATA表示要传输的数据，全速USB的最大长度为1023Bytes，高速USB的最大长度为1024Bytesb、CRC16表示DATA的校验和6）Handshake包格式，详见图6（图6）二、USB传输包组（事务）实例分析1）IN包组分类（懒得自己总结，直接从HD-USB12的数据包过滤功能截取），详见图7（图7）2）IN包组分析（通过HD-USB12监控软件仅过滤出IN包组数据），详见图8（图8）a、Index[691]：表示主机向设备发送IN指令取数据，设备回应没数据；b、Index[692-693]：表示主机向设备地址0（DEV＝00）端点0（EP=80,最高位表示传输方向）发送IN指令取数据，设备回应端点停止（STALL）；c、Index[701-703]：表示主机向设备地址0（DEV＝00）端点0（EP=80,最高位表示传输方向）发送IN指令取数据，设备收到指令后向主机发送数据Index[702]，主机正确收到数据后回应ACKd、Index[701]的内容，详见图9（图9）e、Index[702]的内容，详见图10（图10）f、Index[702]的数据发送时序，详见图11（只截取了部分，时序做的很漂亮，看着也很清晰）（图11）注意时序图的Offset[0003]其传输的数据为FF，根据USB采用的传输编码（NRZI）前6位为1后插入1位0，因些第7位的传输要传输2位（01），其时间也占用两位的时间。（啊啊！有时序功能就是清楚，时序还有其它用途以后分解）3）OUT包组分类，详见图12（直接从HD-USB12的数据包过滤功能截取）（图12）4）OUT包组分析（通过HD-USB12监控软件仅过滤出OUT包组数据），详见图13（图13）a、Index[16-18]：表示主机向设备地址0（DEV＝00）端点0（EP=00,最高位表示传输方向）发送Out指令后，发送数据Index[17]（主机发出空回应所以Index[17]没有数据），设备收到数据后回应ACK；b、Index[16]的内容，详见图14（图14）c、Index[17]的内容，详见图15（图15）5）SETUP包组分类，详见图16（直接从HD-USB12的数据包过滤功能截取）（图16）6）SETUP包组分析（通过HD-USB12监控软件仅过滤出SETUP包组数据），详见图17（图17）a、Index[23-25]：表示主机向设备地址0（DEV＝00）端点0（EP=00,最高位表示传输方向）发送SETUP指令后，发送数据Index[24]，设备收到数据后回应ACK；b、Index[23]的内容，详见图18（图18）c、Index[24]的内容，详见图19（图19）以上数据包分析是根据现有特定设备捕获得到，并不完整涉及到所有事务包组，如IN＋DATA＋NAK、OUT＋DATA＋NAK、SETUP＋DATA＋NAK等等。