USB协议详解第20讲（USB包-帧首包SOF）

1.包的四种类型

2.SOF包组成

3.SOF包发送时间及USB总线包结构

1.SOF包的发送时间

2.USB总线包组成

4.SOF包其它核心概念

5.STM32 SOF包处理机制

1.包的四种类型

根据包的组成把包分为四种类型，分别是、帧首包SOF（Start of Frame）、命令包（Token）、数据包（Data）、握手包（Handshake），如下图（大家一定要把PID类型和包类型分开）。

4种PID类型和4种包类型（按照组成分类）的区别如下，大家注意区分。

2.SOF包组成

我们今天看SOF包的详细结构。SOF包由USB主机控制器以全速总线的标称速率每1.00 ms±0.0005 ms发出一次，对于高速总线则为125μs±0.0625μs。SOF数据包由PID域+帧号域+5bit CRC域，下图为SOF包各个域和抓包协议的对应图。

3.SOF包发送时间及USB总线包结构

SOF包的发送时间和USB总线的包数据结构大家可以看下图。

（1）SOF包的发送时间

（2）USB总线包组成

4.SOF包其它核心概念

所有高速和全速功能（包括集线器）都接收SOF数据包。SOF包不会引起任何功能生成应答包，因此，无法保证所有的功能都能收到SOF包。

SOF包由两个作用。第一个作用是当一个功能检测到SOF包后，就知道USB主机控制器开始启动一个帧（微帧）了。第二个作用为帧时间敏感功能，讲的通俗一点就是时标功能， 每一个设备功能可以接收SOF包，通过Frame域来判断当前的时间走到哪里了。不需要跟踪帧号（例如，全速操作集线器）的设备功能则只需要解码SOF包的PID，可以忽略帧号域及其CRC域。

5.STM32 SOF包处理机制

STM32的对SOF包的处理代码如下。ISTR_SOF中断位 指示一个新的USB帧的开始，它是在SOF数据包通过USB总线到达时设置的。中断服务例程可以监视SOF事件，使其具有到USB主机的1 ms同步事件，并安全地读取在SOF数据包接收处更新的USB_FNR（USB frame number register）,当发生SOF中断时，我们可以读取USB_FNR寄存器来判断帧号并且计算出当前时间或者做其他事情。

//读出的中断标志是SOF中断标志，且SOF中断使能了
if (wIstr & ISTR_SOF & wInterrupt_Mask){//清除SOF中断标志_SetISTR((uint16_t)CLR_SOF);//统计共接收到多少SOFbIntPackSOF++;    //当定义了SOF_CALLBACK，则调用SOF_Callback,//像钩子函数一样，在发生SOF中断时做点什么
#ifdef SOF_CALLBACKSOF_Callback();
#endif
}

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