USB基础知识--Endpoint与pipe
参考文档：《FX3_PROGRAMMERS_MANUAL》
第一部分：用一个比喻来理解
想象一下，USB设备（比如你的U盘）是一个公司大楼，而主机（比如你的电脑）是邮局。
公司大楼（USB设备）：
- 这个大楼有很多个部门，每个部门负责处理特定的事情。
- 比如：
- 前台（Endpoint 0）：这是公司唯一对外的总机。所有来联系公司的人，都必须先通过前台。前台负责确认对方身份、问清楚要办什么事，然后转接到相应的部门。这个部门是必须存在的。
- 收件部（一个OUT端点）：专门接收从邮局寄来的包裹（数据）。
- 发件部（一个IN端点）：专门把公司要寄出的包裹送到邮局。
邮局（USB主机）：
- 邮局知道这个公司的每个部门地址。它不会把包裹胡乱扔进公司大门，而是会建立一条条专用的邮路（Pipe/管道），直接通到对应的部门。
- 比如，邮局会建立一条路到“收件部”用来送包裹，建立另一条路到“发件部”用来取包裹。
现在，我们把比喻对应回USB术语：
- 公司大楼 = USB设备（如U盘、鼠标、键盘）
- 部门 = Endpoint（端点）
- 前台 = Endpoint 0（控制端点，用于管理设备）
- 收件部 = 某个OUT端点（接收主机发来的数据）
- 发件部 = 某个IN端点（向主机发送数据）
- 邮局 = USB主机（你的电脑）
- 专用邮路 = Pipe（管道）（主机软件与设备端点之间的逻辑连接）
所以，Endpoint的本质就是：USB设备内部专门负责一种数据收/发任务的“小窗口”或“端口”。
第二部分：结合文档的详细解释
现在你有了基本概念，我们再回头看文档里的专业描述，就很容易理解了。
1. Endpoint是逻辑实体（Logical Entity） 这意味着它不是一个物理的插口，而是设备内部程序定义的一个“地址”或“邮箱”。数据包会通过USB线缆传过来，设备内部的芯片会根据数据包上的“地址”（即端点号）把数据送到对应的“邮箱”里。
2. 方向性（IN 和 OUT） 这是USB中非常重要的概念，但很容易混淆。记住，方向永远是相对于主机（你的电脑）而言的：
- OUT：数据从主机流出 -> 到设备。比如，电脑把文件写入U盘。
- IN：数据流入主机 <- 从设备。比如，U盘把文件读给电脑。
3. 端点0（Endpoint 0）的特殊性
- 每个USB设备必须要有端点0。
- 它就像公司的“前台”或“总机”，用于控制传输。
- 当你把USB设备插上电脑时，电脑（主机）就是通过端点0来询问设备：“你是谁？”（获取描述符）、“你叫什么名字？”（获取字符串）、“你需要多少电压？”等等。这个过程叫做枚举。
- 端点0没有描述符，它是“天生”就存在的。
4. 端点描述符（Endpoint Descriptor） 这就像是每个部门的“工作说明书”，告诉主机这个部门是干什么的、能处理多大的包裹、工作节奏怎么样。描述符里包含了：
- 端点号：是哪个部门（比如端点1）。
- 方向：是收件部（OUT）还是发件部（IN）。
- 传输类型：这个部门处理什么类型的业务（下面会讲）。
- 最大包大小：这个部门一次能处理多大的包裹（比如每次最多512字节）。
- 轮询间隔：主机应该多久来问一次这个部门有没有新包裹（对于中断传输）。
5. 传输类型（Transfer Types） 不同的端点（部门）处理不同类型的数据（业务），这决定了数据传输的优先级和可靠性。文档中提到了四种：
- 控制传输（Control）：最重要的传输，必须通过端点0进行。用于查询、配置设备。就像通过“前台”办理重要手续。
- 批量传输（Bulk）：用于传输大量、不要求实时性、但必须准确的数据。比如U盘传文件、打印机打文档。就像“物流部”，不要求快，但要求货物不能出错。
- 中断传输（Interrupt）：用于传输少量、但需要设备及时响应数据。比如鼠标移动、键盘按键。主机会定期（比如每10毫秒）来“问一下”鼠标：“你动了吗？”。
- 同步传输（Isochronous）：用于传输实时性要求高的连续数据流，可以容忍少量错误。比如摄像头视频流、USB音箱音频流。就像“直播流”，要求持续不断，偶尔卡一下或有点马赛克可以接受。
总结
对于一个USB小白来说，你可以这样记住：
Endpoint（端点）就是USB设备内部的一个“专用窗口”。
- 每个窗口有编号（如1，2，3...）。
- 每个窗口有方向（IN是设备往外送数据，OUT是设备收数据）。
- 有一个特殊的0号窗口是“接待窗口”，负责管理通信。
- 不同窗口处理不同类型的业务（控制、文件、实时流等）。
- 电脑通过建立到这些窗口的“管道”来和设备高效地收发数据。
希望这个解释能让你彻底明白！这是理解整个USB通信模型的基础，非常重要。