一. 簡介
本文簡單學習一下，嵌入式開發中，usb的輸出端點和輸入端點。
在嵌入式開發的 USB 通信場景中，輸出端點（OUT Endpoint）?和?輸入端點（IN Endpoint）?是 USB 設備與主機（如電腦、嵌入式主控）進行數據交互的核心 “通道”，其設計和使用直接決定了設備的通信能力。兩者的核心區別圍繞數據流向展開，同時需結合嵌入式設備的硬件特性、USB 協議規范及驅動邏輯來理解。
二.?嵌入式開發中，usb通信中輸出端點和輸入端點
1.?核心定義：數據流向是根本區別
在嵌入式開發中，USB通信的“輸入”（IN）和“輸出”（OUT）端點是以USB主機（Host）為參考基準來定義的。
端點類型 | 數據流向 | 核心作用（嵌入式場景） | 典型應用舉例 |
|---|---|---|---|
| 輸出端點（OUT） | 主機 → 嵌入式設備 | 接收主機下發的控制指令、配置參數或待處理數據 | 主機向嵌入式設備發送控制命令（如電機轉速設置）、向 U 盤寫入文件數據 |
| 輸入端點（IN） | 嵌入式設備 → 主機 | 向主機上報設備狀態、傳感器數據或處理結果 | 嵌入式設備向主機上傳溫濕度數據、U 盤向主機讀取文件數據、攝像頭向主機傳輸圖像幀 |
2.?嵌入式場景下的共性特性
無論是輸入還是輸出端點，在嵌入式 USB 通信中均需遵循以下共性規則，這些規則由 USB 協議和嵌入式硬件限制共同決定：
(1)?端點是 “單向、專用” 的通道（除了端點0，它用于控制傳輸，可雙向）
- 每個端點僅支持一個方向的傳輸（要么 IN，要么 OUT），無法雙向復用（除了端點0，它用于控制傳輸，可雙向）；
- 嵌入式設備的端點數量有限（受 USB 控制器硬件限制，如多數低端控制器支持 4~8 個端點），需根據需求分配（如一個設備可同時包含 1 個 OUT 端點和 1 個 IN 端點，實現雙向通信）。
(2)?與傳輸類型強綁定
嵌入式設備的端點必須關聯 USB 協議定義的傳輸類型（不同傳輸類型對應不同的端點類型），輸入 / 輸出端點僅存在于以下 3 種傳輸類型中（控制傳輸的端點有特殊規則，見下文）：
傳輸類型 | 支持的端點方向 | 嵌入式場景用途 |
|---|---|---|
| 批量傳輸（Bulk） | IN 端點、OUT 端點 | 大量數據傳輸（如 U 盤、數據記錄儀），需保證數據完整性 |
| 中斷傳輸（Interrupt） | IN 端點、OUT 端點 | 小批量、周期性數據（如鍵盤（IN）、鼠標（IN）、設備狀態上報） |
| 同步傳輸（Isochronous） | IN 端點、OUT 端點 | 實時性數據（如 USB 麥克風（IN）、USB 音箱（OUT）），不保證數據完整性 |
(3)?控制傳輸的特殊端點：端點 0（默認控制端點）
所有 USB 設備必須包含一個端點 0（默認控制端點），它是雙向的（可同時實現 IN 和 OUT 功能），僅用于設備枚舉、配置、命令交互（如主機查詢設備信息、發送復位命令），不用于普通數據傳輸。
3.?嵌入式開發中的關鍵差異（OUT 端點 vs IN 端點）
在嵌入式硬件設計、協議棧配置和驅動開發中，輸入 / 輸出端點的處理邏輯存在顯著差異，具體體現在以下 4 個維度：
對比維度 | 輸出端點（OUT） | 輸入端點（IN） |
|---|---|---|
| 硬件觸發邏輯 | 主機向設備發送數據時，USB 控制器產生?OUT 中斷，嵌入式 MCU 需中斷服務函數中讀取數據 | 設備有數據待上傳時，需主動向 USB 控制器 “提交” 數據，或等待主機發起 IN 事務后，控制器產生?IN 中斷觸發數據發送 |
| 數據緩沖區 | 需在嵌入式設備中分配 “接收緩沖區”（用于存儲主機發來的數據），緩沖區大小需 ≥ 端點的 “最大包大小” | 需分配 “發送緩沖區”（用于存儲待上傳到主機的數據），緩沖區大小需 ≥ 端點的 “最大包大小” |
| 協議棧配置 | 需在 USB 設備描述符（Endpoint Descriptor）中設置?bEndpointAddress?最高位為?0（如端點地址?0x02?表示端點 2，OUT 方向） | 需設置?bEndpointAddress?最高位為?1（如端點地址?0x82?表示端點 2，IN 方向） |
| 錯誤處理 | 若主機發送的數據錯誤（如 CRC 校驗失敗），嵌入式設備無需處理，主機將自動重傳（批量 / 中斷傳輸） | 若設備發送的數據錯誤，主機可能丟棄（同步傳輸）或要求重傳（批量 / 中斷傳輸），需在驅動中處理重傳邏輯 |
三.?嵌入式開發實戰關鍵點
1. 端點參數配置（核心是 “最大包大小”）
嵌入式設備的每個輸入 / 輸出端點必須配置?最大包大小（Max Packet Size），該值由 USB 設備速度和傳輸類型決定，直接影響通信效率，協議規定的默認值如下：
| USB 設備速度 | 批量傳輸（Bulk）最大包大小 | 中斷傳輸（Interrupt）最大包大小 | 同步傳輸（Isochronous）最大包大小 |
|---|---|---|---|
| 低速（Low-Speed，1.5Mbps） | 不支持批量 / 同步傳輸 | ≤ 8 字節 | 不支持 |
| 全速（Full-Speed，12Mbps） | ≤ 64 字節 | ≤ 64 字節 | ≤ 1023 字節 |
| 高速（High-Speed，480Mbps） | ≤ 512 字節 | ≤ 1024 字節 | ≤ 1024 字節 |
| 超高速（Super-Speed，5Gbps） | ≤ 1024 字節 | ≤ 1024 字節 | ≤ 1024 字節 |
例：一個全速嵌入式數據采集設備，若用批量 IN 端點上傳數據，最大包大小可配置為 64 字節，每次最多上傳 64 字節；若數據量超過 64 字節，需拆分為多個包連續傳輸。
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