基于DWC2的USB驱动开发-PING协议详解
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基于dwc2的usb驱动开发-ping协议详解 (qq.com)
一. 前言这里先介绍下ping协议的背景和原理，我们不一上来就介绍ping包格式和协议，因为只有知其然知其所以然才能加深理解，任何事务都是有其出现的历史背景的，不会凭空而生，所以理解背后产生的背景和原理很重要。
全/低速的批量/控制传输out事务，如果设备没有就绪，则可以nak表示端点不接受数据，主机可以稍后重发。以上过程存在一个问题，就是out数据之后设备nak，out数据这部分时间会占用总线，如果设备一直未就绪一直nak，主机一直重发将会大量占用总线。
高速设备旨在提高传输带宽，所以对这种带宽的浪费是不能容忍的，必须优化。
优化的思想其实很朴素，既然重发浪费带宽，那么就先“问一下”，先“问一下”设备准备好了没，只有收到设备回复准备好了再发数据，这样“问一下”这句话很短占用带宽不多，浪费较少。这个问一下就对应的ping包。
只在高速设备才支持ping，且只有控制传输和批量传输支持，且都是针对out。
控制传输out(数据和状态阶段，setup阶段不支持ping)
批量传输out的数据阶段。
二.ping包格式ping包的id为0100b,和令牌包格式一样
如下是一个实例
三.ping协议过程和实例ping的响应是硬件做的，因为设备需要接收主机连续的ping，如果软件处理会来不及。
那么硬件怎么知道回主机的ping包回ack还是nak呢，这就是看软件有没有配置好dma并设置ctl寄存器的epena置位，如果软件已经配置好了则硬件回ack，并自动接收后面的out数据，并通过dma搬运到用户空间，反之则nak。
过程如下:
1.主机out数据，设备返回了nak
2.主机收到nak，知道设备没就绪，于是发ping
3.设备收到ping之后如果还未就绪则nak，否则则ack
4.主机按照描述符中的binterval时间间隔重新发ping，直到设备ack，设备ack后发数据。
5.设备收到主机out的数据如果还可以继续接收后面的数据则ack，否则则发nyet。注意虽然前面ping设备ack了，这里设备还是有可能nak。
主机如果收到设备的ack则继续发后面的数据，如果收到nyet则表示本次out数据成功,但是设备不能接收后续数据，发后面的数据前重复上面的ping过程，如果主机收到nak则说明本次数据设备没有接收，需要重新ping然后重发本次数据。总结一下就是对于out数据设备可能有三种响应
ack:本次接收了，还可以继续接收后面的。
nyet:本次接收了，不能继续接收。
nak:本次未接收。
上述说明的设备对ping ack了，但是对后面的数据out又nak了的情况，是不正常的现象，设备都告诉主机准备好了，后面又没有接收数据。
高速的批量/控制端点在其端点描述符中需要指定其最大nak速率。每个binterval 时间间隔内，端点最多允许nak一次。如果端点的描述符binterval为0则表示端点从不会nak。
如果在数据阶段之后发生超时，主机必须返回到ping阶段。转回ping状态不会影响事务数据阶段的data toggle 状态。
以下是一个实例过程
(1)主机out数据，设备nak了，表示设备不能接收
(2)主机看到设备nak，不能接收,于是进入ping状态。注意上面主机不会一上来就ping，因为这个时候还不知道设备能不能接收，所以先不管三七二十一发一把再说，万一设备能接受呢。只有主机确认设备不能接收，即设备nak之后才会进入ping状态。
(3)设备一直nak则主机一直ping
(4)设备终于ack了主机的ping，表示可以接收数据了。
这里的ack是设备的硬件做的，所以在此之前设备的软件配置好了dma并置位了doep的ctl寄存器的epena位。
(5)主机out数据，设备也接受了，回了ack，至此数据的out阶段总算成功了。
第(5)步设备实际还有可能回nak，表示未接收，回nyet表示本包接收但是不能接收下一包。
四. 总结以上介绍了高速数据阶段的ping协议，了解了过程和背景，对于驱动开发人员尤其要了解哪些是硬件做的，哪些是软件做的，分别在什么阶段什么时机做。
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全/低速的批量/控制传输out事务，如果设备没有就绪，则可以nak表示端点不接受数据，主机可以稍后重发。以上过程存在一个问题，就是out数据之后设备nak，out数据这部分时间会占用总线，如果设备一直未就绪一直nak，主机一直重发将会大量占用总线。
高速设备旨在提高传输带宽，所以对这种带宽的浪费是不能容忍的，必须优化。
优化的思想其实很朴素，既然重发浪费带宽，那么就先“问一下”，先“问一下”设备准备好了没，只有收到设备回复准备好了再发数据，这样“问一下”这句话很短占用带宽不多，浪费较少。这个问一下就对应的ping包。
只在高速设备才支持ping，且只有控制传输和批量传输支持，且都是针对out。
控制传输out(数据和状态阶段，setup阶段不支持ping)
批量传输out的数据阶段。
二.ping包格式ping包的id为0100b,和令牌包格式一样
如下是一个实例
三.ping协议过程和实例ping的响应是硬件做的，因为设备需要接收主机连续的ping，如果软件处理会来不及。
那么硬件怎么知道回主机的ping包回ack还是nak呢，这就是看软件有没有配置好dma并设置ctl寄存器的epena置位，如果软件已经配置好了则硬件回ack，并自动接收后面的out数据，并通过dma搬运到用户空间，反之则nak。
过程如下:
1.主机out数据，设备返回了nak
2.主机收到nak，知道设备没就绪，于是发ping
3.设备收到ping之后如果还未就绪则nak，否则则ack
4.主机按照描述符中的binterval时间间隔重新发ping，直到设备ack，设备ack后发数据。
5.设备收到主机out的数据如果还可以继续接收后面的数据则ack，否则则发nyet。注意虽然前面ping设备ack了，这里设备还是有可能nak。
主机如果收到设备的ack则继续发后面的数据，如果收到nyet则表示本次out数据成功,但是设备不能接收后续数据，发后面的数据前重复上面的ping过程，如果主机收到nak则说明本次数据设备没有接收，需要重新ping然后重发本次数据。总结一下就是对于out数据设备可能有三种响应
ack:本次接收了，还可以继续接收后面的。
nyet:本次接收了，不能继续接收。
nak:本次未接收。
上述说明的设备对ping ack了，但是对后面的数据out又nak了的情况，是不正常的现象，设备都告诉主机准备好了，后面又没有接收数据。
高速的批量/控制端点在其端点描述符中需要指定其最大nak速率。每个binterval 时间间隔内，端点最多允许nak一次。如果端点的描述符binterval为0则表示端点从不会nak。
如果在数据阶段之后发生超时，主机必须返回到ping阶段。转回ping状态不会影响事务数据阶段的data toggle 状态。
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(1)主机out数据，设备nak了，表示设备不能接收
(2)主机看到设备nak，不能接收,于是进入ping状态。注意上面主机不会一上来就ping，因为这个时候还不知道设备能不能接收，所以先不管三七二十一发一把再说，万一设备能接受呢。只有主机确认设备不能接收，即设备nak之后才会进入ping状态。
(3)设备一直nak则主机一直ping
(4)设备终于ack了主机的ping，表示可以接收数据了。
这里的ack是设备的硬件做的，所以在此之前设备的软件配置好了dma并置位了doep的ctl寄存器的epena位。
(5)主机out数据，设备也接受了，回了ack，至此数据的out阶段总算成功了。
第(5)步设备实际还有可能回nak，表示未接收，回nyet表示本包接收但是不能接收下一包。
四. 总结以上介绍了高速数据阶段的ping协议，了解了过程和背景，对于驱动开发人员尤其要了解哪些是硬件做的，哪些是软件做的，分别在什么阶段什么时机做。
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