前言

https://www.elecfans.com/outside?redirect=https://mp.weixin.qq.com/s/gm5OAutfnYv6H_5Ce8GEqA 一文中我们介绍了控制传输，中断相关寄存器 , 尤其是 DOEPINTn.XferCompl ， DOEPINTn.SetUp ， DOEPINTn.StsPhseRcvd 几个状态的组合非常重要，因为由他们可以确定当前控制传输处于什么阶段。前文我们对此进行了介绍，但是个人觉得讲的还不够透彻，原理还没有讲清楚，知其然知其所以然是我们一开始就强调的，所以针对这个几个标志位我们再次更详细的介绍，先来介绍最关键的 DOEPINTn.SetUp 。

DOEPINTn.SetUp

Setup 是 DOEPINTn 寄存器中的一个标志，用于表示 Setup 阶段是否完成。

我们这里可能要问 DIEPINTn 为什么没有 SetUp 标志，因为 Setup 总是 HOST->DEV 的，所以总是 OUT 传输，所以总是对应 OUT 端点的， IN 端点的寄存器不可能有。这里强调一下我们一定要多问为什么，先思考猜测，然后再从手册规格书中查找答案，只有这样才能加深理解， USB 开发中这是很重要的，当然任何技术性的工作这一点都重要。

我们从寄存器的描述中也可以看到，该位表示 SetUP 阶段完成，并且只有控制 OUT 端点有。

还有个信息是本次控制传输没有连续的 SETUP ，意味着软件可以开始解析 SETUP 的 8 字节的内容以决定下一步要干嘛了。如果有连续的 SETUP 则是最后一个 SETUP 完成才能进行。

那么究竟 SETUP 完成对应的一个什么状态呢 ? 硬件是怎么知道 SETUP 阶段完成的呢？主机和设备判断 SETUP 完成有什么区别吗 ? 我们会抛出一连串问题，如果能抛出这些问题说明你很适合做底层和驱动开发 !

后面我们会抽丝剥茧，从原理到实践，从猜测到手册中求证，一层层剖析。

这里我们要回顾下控制传输，

我们从规格书中的拓扑图可以看到，控制传输的 SETUP 阶段过程如下

或者换个表达方式如下

或者从 USB 分析仪抓包数据来看，更形象。

SETUP 阶段对应 3 个包 :SETUP 令牌包； DATA0 的数据包，始终是 HOST->DEV ；设备的响应 ACK 。

这里顺便提一下， SETUP 的数据始终使用 DATA0; 而设备要么正常接收并接受 ACK ，要么接收错误或者没接收到不响应，只有这两种情况，不能接收了不接受而 NAK 或者 STALL 等。

这里还顺便提一下接收和接受的概念区别。接收通常指的物理层数据正确接收到了，而接受则指的软件能够处理，或者说愿意处理。 接收了也可能不接受。

这里协议层面我们可以看到 SETUP 阶段完成的标志是，设备 ACK 响应了。

如下所示

仔细思考下，这里只是协议上的定义，也就是对应的总线上的数据，至于 SETUP 完不完成是要由参与者 HOST 和 DEV 去确定的，换句话说总线上的状态并不意味参与者就是这个状态了，因为参与者还要正确接收到总线上的数据才算。

对于主机接收到了设备发送的 ACK 那么主机认为 SETUP 阶段完成，如果设备发了 ACK 但是主机没收到呢？那么主机认为 SETUP 没完成，会认为本次失败，从头发 SETUP 包重来。

同样的对于设备来说将 ACK 发送到总线上去后，设备并不知道 HOST 接收没接收到，设备并不知道主机的状态。所以主机和设备对 SETUP 完成的状态确认存在不同步。

那怎么办呢 ? 设备并不知道主机认为 SETUP 完成了没有，因为设备并不知道主机收没收到 ACK 。就好比子非鱼安知鱼之乐，有点绕了。

其实也没什么办法，设备确实现在不知道主机是不是认为 SETUP 完成了，但是设备可以根据主机下一步的行动来确定。因为主机如果接收到了 ACK ，认为 SETUP 完成了那么主机下一步就会发 IN 或者 OUT 令牌进入数据阶段 ( 或者状态阶段 ) ，否则则会重发 SETUP 重新进入 SETUP 阶段。

设备可以据此来进行判断，如果收到了主机的 IN 或者 OUT 令牌，则确认主机认为 SETUP 已经完成了，于是设备也知道 SETUP 完成了，这里设备和主机判断 SETUP 完成的时间点是不一样的，这就是协议定义和实际判定存在的区别。所以对于协议设计一定要考虑这种区别，协议设计了要考虑如何实现，也就一直强调的理论要结合实践，对于驱动编写更需要考虑从这些细节。

以上恭喜你从头开始推导出了设备判断 SETUP 完成的原理，那么回到上面的标志位 DOEPINTn.SetUp 即表示 SETUP 阶段完成， DWC2 控制也是这么判断的吗？所谓英雄所见略同， DWC2 控制器还真是这么判断的。

上面寄存器的描述中只提了该标志的含义，并没提其具体置位的原理和时机，实际编程指导手册中是有说明的。

如下位置，手册就进行了说明当， SETUP 令牌之后，接收到了 IN 或 OUT 令牌则置位 DOEPINTn.SetU ，和我们推导的完全一致。

为什么是 IN 或 OUT 呢，因为控制传输可能是控制写，控制读，还可能无数据阶段的控制传输，所以后面要不就是 IN 数据或者 OUT 数据或者 IN 状态，如下所示

控制写

控制读

无数据阶段的控制传输

驱动编写注意事项

从上面可以看到设备是延迟才能确认 SETUP 完成的，也就是在 SETUP 后设备收到了主机发的 IN 和 OUT 之后才确认，中断也是在此时产生。

对于控制写，上面设备确认 SETUP 完成产生中断，中断服务函数开始去解析 8 字节的 SETUP 内容，来确定数据阶段要干嘛，后面数据阶段是 IN 还是 OUT 或者还是没有数据阶段直接状态阶段，其实是数据阶段 ( 状态阶段 ) 已经启动，设备延迟了。

此时中断服务函数还未执行，软件还没根据解析准备 IN 或者 OUT 描述符，所以此时对于这个 IN 或者 OUT ，硬件只能自动 NAK ，如下所描述 :

所以这种情况下，中断服务函数中进行了解析，并知道要准备 OUT 描述进行接收时，设置 EPEna=1 时还要同时设置 CNAK=1 ，清除硬件的自动 NAK 状态，让硬件根据 OUT 描述符去接收数据。

对于控制读后面是 IN 数据阶段，或者无数据阶段的控制传输后面是 IN 状态，也是类似的。

总结

以上对 DOEPINTn.SetUp 进行了详细的解析，因为它太重要了， SETUP 阶段是控制传输的核心，因为只有 SETUP 完成才能去解析 8 字节的内容，才能决定后续干嘛，对于驱动编写接收到 8 字节的 SETUP 数据是第一个关键步。以上也可以看出一定要从原理上去理解，这也是驱动编写的重要原则，必须知其然知其所以然，精确的知道各个时间点的各个时间，以及其条件等，注意精确两个字。