0. 基本概念
一个【传输】(控制、批量、中断、等时)：由多个【事务】组成；
一个【事务】(IN、OUT、SETUP)：由一多个【Packet】组成。
USB数据在【主机软件】与【USB设备特定的端点】间被传输。【主机软件】与【USB设备特定的端点】间的关联叫做【pipes】。一个USB设备可以有多个管道(pipes)。
1. 包(Packet)
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，全速以及低速 USB 总线的帧周期为 1ms。帧的起始由一个特定的包（SOF 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。
注意：虽然高速USB总线和全速/低速USB总线的帧周期不一样，但是SOF包中帧编号的增加速度是一样的，因为在高速USB系统中，SOF包中帧编号实际上取得是计数器的高11位，最低三位作为微帧编号没有使用，因此其帧编号的增加周期也为 1mS
- USB总线上的情形是怎样的？
包是USB总线上数据传输的最小单位，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，可以跨帧完成。
USB包由五部分组成，即同步字段（SYNC）、包标识符字段（PID）、数据字段、循环冗余校验字段（CRC）和包结尾字段（EOP），包的基本格式如下图：
1.1 PID类型(即包类型)
1.2 Token Packets
此格式适用于IN、OUT、SETUP、PING。
PID 数据传输方向
IN Device->Host
OUT Host->Device
SETUP Host->Device
PING Device->Host
1.3 Start-of-Frame(SOF) Packets
SOF包由Host发送给Device。
1) 对于full-speed总线，每隔1.00 ms ±0.0005 ms发送一次；
2) 对于high-speed总线，每隔125 μs ±0.0625 μs发送一次；
SOF包构成如下图所示
1.4 Data Packets
有四种类类型的数据包：DATA0, DATA1, DATA2,and MDATA，且由PID来区分。DATA0和DATA1被定义为支持数据切换同步(data toggle synchronization)。
1.5 Handshake Packets
- ACK: 对于IN事务，它将由host发出；对于OUT、SETUP和PING事务，它将由device发出。
- NAK: 在数据阶段，对于IN事务，它将由device发出；在握手阶段，对于OUT和PING事务，它也将由device发出；host从不发送NAK包。
2. 事务(Transaction)
在USB上数据信息的一次接收或发送的处理过程称为事务处理（Transaction）即：The delivery of service to an endpoint。一个事务由一系统packet组成，具体由哪些packet组成，它取决于具体的事务。可能由如下包组成：
- 一个token packet
- 可选的data pcket
- 可选的handshake packet
- 可选的special packet
2.1 输入（IN）事务处理
输入事务处理：表示USB主机从总线上的某个USB设备接收一个数据包的过程。
- 【正常】的输入事务处理
- 【设备忙】时的输入事务处理
- 【设备出错】时的输入事务处理
2.2. 输出（OUT）事务处理
输出事务处理：表示USB主机把一个数据包输出到总线上的某个USB设备接收的过程。
- 【正常】的输出事务处理
- 【设备忙时】的输出事务处理
- 【设备出错】的输出事务处理
2.3 设置（SETUP）事务处理
- 【正常】的设置事务处理
- 【设备忙时】的设置事务处理
- 【设备出错】的设置事务处理
3. USB传输类型
在USB的传输中，定义了4种传输类型：
控制传输 (Control Transfer)
中断传输 (Interrupt Transfer)
批量传输 (Bulk Transfer)
同步传输 (Isochronous)
3.1 控制传输 (Control Transfer)
控制传输由2～3个阶段组成：
1) 建立阶段(Setup)
2) 数据阶段（无数据控制没有此阶段）(DATA)
3) 状态阶段(Status)
每个阶段都由一次或多次（数据阶段）事务传输组成（Transaction）。
控制数据由USB系统软件用于配置设备(在枚举时)，其它的驱动软件可以选择使用control transfer实现具体的功能，数据传输是不可丢失的。
3.1.1 建立阶段
主机从USB设备获取配置信息，并设置设备的配置值。建立阶段的数据交换包含了SETUP令牌封包、紧随其后的DATA0数据封包以及ACK握手封包。它的作用是执行一个设置（概念含糊）的数据交换，并定义此控制传输的内容(即：在Data Stage中IN或OUT的data包个数，及发送方向，在Setup Stage已经被设定)。
3.1.2 数据阶段
根据数据阶段的数据传输的方向，控制传输又可分为3种类型：
1) 控制读取（读取USB描述符）
2) 控制写入（配置USB设备）
3) 无数据控制
数据传输阶段：用来传输主机与设备之间的数据。
- 控制读取
是将数据从设备读到主机上，读取的数据USB设备描述符。该过程如下图的【Control Read】所示。对每一个数据信息包而言，首先，主机会发送一个IN令牌信息包，表示要读数据进来。然后，设备将数据通过DATA1/DATA0数据信息包回传给主机。最后，主机将以下列的方式加以响应：当数据已经正确接收时，主机送出ACK令牌信息包；当主机正在忙碌时，发出NAK握手信息包；当发生了错误时，主机发出STALL握手信息包。
- 控制写入
是将数据从主机传到设备上，所传的数据即为对USB设备的配置信息，该过程如下的图【Control Wirte】所示。对每一个数据信息包而言，主机将会送出一个OUT令牌信息包，表示数据要送出去。紧接着，主机将数据通过DATA1/DATA0数据信息包传递至设备。最后，设备将以下列方式加以响应：当数据已经正确接收时，设备送出ACK令牌信息包；当设备正在忙碌时，设备发出NAK握手信息包；当发生了错误时，设备发出STALL握手信息包。
3.1.3 状态阶段
状态阶段：用来表示整个传输的过程已完全结束。
状态阶段传输的方向必须与数据阶段的方向相反，即原来是IN令牌封包，这个阶段应为OUT令牌封包；反之，原来是OUT令牌封包，这个阶段应为IN令牌封包。
对于【控制读取】而言，主机会送出OUT令牌封包，其后再跟着0长度的DATA1封包。而此时，设备也会做出相对应的动作，送ACK握手封包、NAK握手封包或STALL握手封包。
相对地对于【控制写入】传输，主机会送出IN令牌封包，然后设备送出表示完成状态阶段的0长度的DATA1封包，主机再做