1.数据传输前的准备工作
USB是串行总线，数据是一位一位的传送，LSB（最低位）在前，MSB（最高位）最后。
USB 数据传输在发送前要先做一系列编码（NRZI、位填充、Sync、EOP 等），根本目的只有一个：把"纯数据比特流"变成"自带时钟、不怕抖动、还能在线缆里抗干扰的电气波形"。因为 USB总线只有4根线，Vbus（5V电源线）、GND地线，D+、D-：USB差分数据线：没有时钟线，只有数据差分线。
2. 数据传输格式
USB总线上传输数据是以包为基本单位，一个包被分成不同的域。
不同类型的包，包含的域不同。不同包的共同点：
【同步域】开始------【PID】包标识符------【。。。】------【EOP】包结束符
2.1 同步域
告诉USB的串行接口引擎SIE，数据要开始传输了，请做好准备。
同步域就是一串特定的字符串，如同步域为00000001时，而0在USB总线上就被编码为电平翻转，经过NRZI编码后形成方波提供时钟信息。因此同步域还可以用来同步主机端和设备端的数据时钟。
图解：前7个0产生7次电平翻转（规则见下述3.2章节），形成完美的方波，接收方可以通过这个方波精确计算出时钟频率，最后一个1（保持不变）标志着同步域结束
对于全速和低速设备，同步域使用的是00000001（二进制数，总线上的发送顺序），
对于高速设备，同步域使用的是31个0后面跟1个1（这是发送端的要求，接收端解码时0的个数可以少于这个数。）
3. USB数据编码序列
USB原始数据 ----> 位填充 ------> NRZI编码
USB原始数据，先经过位填充，由串行接口引擎SIE将数据串行化，再经过NRZI编码形成数据序列。在接收端，刚好是一个反过程：PLL同步：使用同步域的方波锁定时钟，接收端采样数据线，NRZI解码：根据电平变化恢复原始数据，由SIE将数据并行化（反串行化），去位填充：删除6个连续1后面的填充0，恢复出原来的数据，CRC校验：验证数据完整性。
3.1 位填充机制 - Bit Stuffing
位填充机制规则很简单：
每6个连续1后强制插入一个0，这个0会强制产生电平翻转； 接收方检测到6个1后，自动删除后面的0。
原始数据: 11111111111
位填充后: 1111110 1111110
↑ ↑
插入0 插入0
上图7.1.9章节为USB协议种关于Bit Stuffing的具体描述。大意为：
确保信号具有足够的跳变，发送端在 USB 上发送数据包时必须使用位填充。
做法：对原始数据流进行 NRZI 编码之前，只要遇到连续 6 个 1 ，就在其后插入 1 个 0 。
目的：在 NRZI 波形中强制产生一次电平翻转，使接收端每 7 个位周期内至少能见到一次跳变，从而维持时钟同步。
位填充从同步字段（Sync Pattern） 开始生效；同步字段末尾的那个"1"算作第一个连续 1。
除高速模式的 EOP（包结束）段外，发送端必须严格执行位填充；即使插入的 0 紧邻 EOP 信号，也不能省略。
接收端在 NRZI 解码后，必须识别并丢弃这些被填充的 0 位，以还原原始数据。
全速/低速设备的usb总线在整个数据包内无一例外地 执行位填充。
若接收端在包内任何位置检测到连续 7 个"1"，则判定为位填充错误，该包必须被丢弃。
在 EOP（包结束）之前的那段时间是特例：
由于集线器开关切换会引入抖动（称为 dribble），最后一个数据位可能被拉长，从而出现图 7-33 所示的情况------dribble 导致第 6 个"1"出现，但并不 需要再插入填充 0。因此，接收端必须允许在 EOP 前出现最多 6 个完整位周期内无任何跳变 的现象，而不得将其视为违规。
3.2 NRZI编码
核心编码规则 ： USB使用NRZI（Non-Return-to-Zero Inverted）编码：
编码规则体现在波形上：
-
遇到 数据1 → 电平保持
-
遇到 数据0 → 电平翻转 （J→K 或 K→J）
上图为USB协议中的数据编解码解析：USB 在发送数据包时使用 NRZI 编码。在 NRZI 编码中，逻辑"1"用电平保持不变 表示，逻辑"0"用电平发生变化表示。图 7-31 展示了一组数据流及其对应的 NRZI 波形。图中高电平代表数据线上的 J 状态；后续所有 NRZI 波形图均沿用此约定。连续的 0 会使 NRZI 波形在每个位周期都翻转一次，而连续的 1 则会导致长时间无电平跳变。
3.3 NRZI解码
接收端只要检测边沿就能恢复时钟，再按"有边沿=0，无边沿=1"解出原始数据。
问题1. 为什么需要"翻转"？
A1.1 主要原因：时钟恢复的根本需求
嵌入式时钟：USB没有单独的时钟线，时钟信息必须嵌入在数据信号中
边沿检测：接收方通过检测电平跳变来恢复时钟频率
同步需求：连续的0提供频繁的边沿，帮助接收方同步本地时钟
这种设计让USB在没有单独时钟线 的情况下，实现了高速、可靠的串行数据传输 ！
A1.2 解码的唯一性
NRZI解码必须可逆，规则必须绝对确定：如果有些0不翻转，解码器就无法区分这是0还是1，整个协议就会崩溃！
编码规则：0→翻转， 1→保持
解码规则：翻转→0， 保持→1
问题2. 是所有的数据0 全部进行数据翻转吗？
在USB的NRZI编码中，所有的数据0都会引起电平翻转，没有例外！没有例外！
在USB的NRZI编码中，每一个数据0都会强制电平翻转 ，这是USB协议的铁律！
问题3.数据0 什么时候J->K， 什么时候K->J？
这是个关键细节问题！
数据0的翻转方向完全取决于"当前电平状态" ，而不是0本身有什么特殊属性。
如果当前是J状态 → 翻转后变成K状态
如果当前是K状态 → 翻转后变成J状态
