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USB的四种传输类型

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gaosmile 发布时间:2020-10-30 19:46

USB的四种传输类型

1.  控制传输:+ m, E3 W6 v. s1 G) d2 f- f
      控制传输是一种可靠的双向传输,一次控制传输可分为三个阶段。第一阶段为从HOST到Device的SETUP事务传输,这个阶段指定了此次控制传输的请求类型;: a. R6 d3 T; J5 U4 L3 W, D( M: j8 M
      第二阶段为数据阶段,也有些请求没有数据阶段;第三阶段为状态阶段,通过一次IN/OUT 传输表明请求是否成功完成。! j+ w1 s- n" O& q! L3 _: {( ]- }
      控制传输通过控制管道在应用软件和 Device 的控制端点之间进行,控制传输过程中传输的数据是有格式定义的,USB 设备或主机可根据格式定义解析获得的数据含义。8 u4 ^4 z0 F/ L: H6 w+ W
      其他三种传输类型都没有格式定义。2 t3 q& r& M7 z! d1 g
      控制传输对于最大包长度有固定的要求。对于高速设备该值为 64Byte;对于低速设备该值为 8;全速设备可以是 8或 16或 32或 64。' `$ I" E% Q2 d8 M6 o
      最大包长度 表征了一个端点单次接收/发送数据的能力,实际上反应的是该端点对应的Buffer 的大小。Buffer 越大,单次可接收/发送的数据包越大,反之亦反。! ]$ R; M# ]% B) A
      当通过一个端点进行数据传输时,  若数据的大小超过该端点的最大包长度时,需要将数据分成若干个数据包传输,并且要求除最后一个包外,所有的包长度均等于该最大包长度。% ]" A$ A2 f" u
      这也就是说如果一个端点收到/发送了一个长度小于最大包长度的包,即意味着数据传输结束。
8 v) R7 A& G: }& P7 }      控制传输在访问总线时也受到一些限制,如:- }' l1 B4 O5 G( ^* F- [- n
        a. 高速端点的控制传输不能占用超过 20%的微帧,全速和低速的则不能超过 10%。
$ z0 ~  F; J6 c* Z        b. 在一帧内如果有多余的未用时间,并且没有同步和中断传输,可以用来进行控制传输。/ n# a8 ~; X# n5 D1 E

( `( P# F8 P1 ?1 P2.  中断传输:
5 H5 v5 |1 M5 L# a! [- @      中断传输是一种轮询的传输方式,是一种单向的传输,HOST通过固定的间隔对中断端点进行查询,若有数据传输或可以接收数据则返回数据或发送数据,否则返回NAK,表示尚未准备好。+ b4 _* V9 ]4 a! V7 Z( X
      中断传输的延迟有保证,但并非实时传输,它是一种延迟有限的可靠传输,支持错误重传。
$ ?# k/ m  H! p$ o+ B7 V4 i      对于高速/全速/低速端点,最大包长度分别可以达到1024/64/8 Bytes。* c, a( V- s, w! s
      高速中断传输不得占用超过 80%的微帧时间,全速和低速不得超过 90%。, X, F. F+ S9 _& v4 t
      中断端点的轮询间隔由在端点描述符中定义,全速端点的轮询间隔可以是1~255mS,低速端点为10~255mS,高速端点为(2interval-1)*125uS,其中 interval取 1到 16之间的值。
$ m( F5 V" P4 ~, b# K: P      除高速高带宽中断端点外,一个微帧内仅允许一次中断事务传输,高速高带宽端点最多可以在一个微帧内进行三次中断事务传输,传输高达 3072 字节的数据。5 E9 c& w- r4 ?% w4 }. _8 L
      所谓单向传输,并不是说该传输只支持一个方向的传输,而是指在某个端点上该传输仅支持一个方向,或输出,或输入。如果需要在两个方向上进行某种单向传输,需要占用两个端点,
# v9 H" w8 V) ^% Y      分别配置成不同的方向,可以拥有相同的端点编号。

7 V' s( G( J6 z4 q4 r
3.  批量传输:
3 a% U: T# A! ^" U% E* e6 A      批量传输是一种可靠的单向传输,但延迟没有保证,它尽量利用可以利用的带宽来完成传输,适合数据量比较大的传输。* \& E0 |4 {5 F' S! y( o" R# C
      低速 USB 设备不支持批量传输,高速批量端点的最大包长度为 512,全速批量端点的最大包长度可以为 8、16、32、64。
8 u' h1 k+ V; o) D- A) L0 G1 f      批量传输在访问 USB 总线时,相对其他传输类型具有最低的优先级,USB HOST 总是优先安排其他类型的传输,当总线带宽有富余时才安排批量传输。2 }: j' m3 h4 s
      高速的批量端点必须支持PING 操作,向主机报告端点的状态,NYET 表示否定应答,没有准备好接收下一个数据包,ACK 表示肯定应答,已经准备好接收下一个数据包。

; l$ w% i# y: \* Q
4.  同步传输:* i6 [5 Q; _+ \1 n+ v: h
      同步传输是一种实时的、不可靠的传输,不支持错误重发机制。只有高速和全速端点支持同步传输,高速同步端点的最大包长度为 1024,低速的为 1023。
1 ^4 e, w: R( ^5 {      除高速高带宽同步端点外,一个微帧内仅允许一次同步事务传输,高速高带宽端点最多可以在一个微帧内进行三次同步事务传输,传输高达 3072 字节的数据。
! ]4 p- i' v( a" }: s  @      全速同步传输不得占用超过 80%的帧时间,高速同步传输不得占用超过 90%的微帧时间。同步端点的访问也和中断端点一样,有固定的时间间隔限制。
. W: ?6 j4 S1 I2 o9 ~$ ~  z      在主机控制器和 USB  HUB 之间还有另外一种传输——分离传输(Split  Transaction),它仅在主机控制器和 HUB之间执行,通过分离传输,可以允许全速/低速设备连接到高速主机。
1 p- F# j, M( R1 H) p- O( K& [: i) O      分离传输对于USB 设备来说是透明的、不可见的。
( f9 t2 a1 r6 P& I& Y0 @' x8 @      分离传输:顾名思义就是把一次完整的事务传输分成两个事务传输来完成。其出发点是高速传输和全速/低速传输的速度不相等,如果使用一次完整的事务来传输,势必会造成比较长的等待时间,
+ s, S' T8 G6 C# P2 [; s      从而降低了高速 USB 总线的利用率。通过将一次传输分成两此,将令牌(和数据)的传输与响应数据(和握手)的传输分开,这样就可以在中间插入其他高速传输,从而提高总线的利用率。


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