浅析USB的传输类型

出处:电子发烧友 发布于:2019-07-27 14:06:10

  USB定义了4中传输类型
  控制传输:可靠的、非周期的、由主机软件发起的请求或者回应的传输,通常用于命令事物和状态事物。
  同步传输:在主机与设备之间的周期性的、连续的通信,一般用于传输与时间相关的信息。这种类型保留了将时间概念包含于数据总的能力。但这并不意味着传输这样的数据的时间总是很重要,基传输并不一定很紧急。
  浅析USB的传输类型
  中断传输:小规模数据的、低速的、固定延迟的传输。
  批量传输:非周期的、打包的、可靠地传输。一般用于传输那些可以利用任何带宽,以及在没有可用带宽时,可以容忍等待的数据。
  控制传输:
  控制传输允许访问一个设备的不同部分。控制传输用于支持在客户软件和他的应用之间关于设置信息、命令信息、状态信息的传输。控制传输由以下几个事物组成:
  a.建立联系,把请求信息从主机传到他的应用设备;
  b.零个或多个数据传输事物,按照a事物中致命的方向传输数据;
  c.状态信息回传,将状态信息从应用设备传到主机。
  Setup包的数据格式属于一个命令集,这个集合能保证主机和设备之间正常通信。这个格式允许一些销售商对设备命令进行扩展。Setup包后的数据应具有USB定义的格式,除非这个数据是销售商提供的信息,回传的状态信息荏苒具有USB定义的格式。
  控制传输使用的是消息通道上的双向信息流。所以,一旦一个控制通道被确认之后,这个通道就试用了具有某个端点号的两个端点,两个断电,一个输入,一个输出。
  控制传输的端点决定了他所能接收或发送的数据静净负荷区长度。Setup后的所有数据包都要遵守这个约定,这个约定是针对这些数据包中的数据净负荷区的,不包括包中的协议要求的额外信息。
  对于缺省控制通道的数据区长度,USB系统软件要从设备描述器的头8个字节中读出,设备将这8个字节放在一个包中发出,其中7个字节包含了缺省通道的wMaxPackSize。对其他的控制端点来说,USB系统软件在他们被设置后,获得此长度,然后USB系统软件就会保证数据净负荷区不会超长。另外,主机总是认为数据净负荷区的长度至少为8.
  当端点做了两件事时,可以认为控制传输的数据阶段接收:
  已经传了由Setup阶段指定的数据量
  传了一个数据包,它的长度为零火他的数据区长度小于长度。
  数据阶段结束后,主机控制器进入状态阶段,而不是开始另一个数据传输。如果他不这样做,端点会认为通道脱线而中止通道。如果主机在状态阶段收到一个大于长度的数据区,那么请求这次传输的IRP将被中止。
  控制传输主要用于发送和接收与USB设备的配置信息有关的数据,如设置设备地址、读取设备描述符等。USB协议采用了差错控制和重试机制来保证控制数据传输的正确性,还使用 DataToggl讯制来确保整个传输过程中,主机与设备同
  步。
  所有USB设备都必须支持控制传输,并且都将端点0构成的管道作为缺省控制管道。当设备首次连接到主机上时,就使用缺省控制管道传输USB设备的确认信息、状态信息以及控制信息。控制传输的优先级。控制传输至少有两个事务阶段:建立阶段和状态阶段,在两者之间可能存在数据阶段。建立阶段,建立事务向外设的控制端点传输信息,PID是SETUP,数据的
  PID使用DATAO。收到建立的外设必须接受,并向主机发送ACK信号;如果数据被损坏则将其丢掉,不返回ACK信号。
  控制传输如果存在数据阶段的话,所有的数据阶段的事务必须有相同的方向,在数据阶段中要发送的数据大小和方向在建立阶段给出。控制传输的状态阶段是序列中的一个操作,并且其传输的方向总是与数据流的方向相反,其PID总是DATAI。控制传输使用的是消息怜道式是双向信息流,一旦确认了一个控制管道之后,该管道就使用端点号相同的输入端点和输出端点,该端点也就决定了它所能接收或发送的数据净负荷区,即数据包中所能加载的数据大小。
  批量传输
  批量传输的数据是流,主要是利用USB总线的空闲带宽进行数据传输的,可以在不确定的时间内传输大量数据,适合于数据量大,而对时间和传输速率要求不高的场合。批量传输时,有数据错误检查机制,如果数据包传输过程出错,则会重新发出数据包。在一个空闲的总线中,批量传输是速度快的传输类型。只有全速与高速设备,才支持批量传输。通常打印机、扫描仪、USB硬盘、电子盘等设备都使用批量传输模式。
  中断传输
  由于USB不支持硬件的中断,所以必须靠PC主机周期性地轮询,以便获知是否有设备需要传送数据给PC。由此可知道,中断传输仅是一种轮询的过程,而非过去我们所认知的中断功能。而轮询的周期非常的重要,因为如果太低的话,数据可能会流失掉,但反之太高的话,则又会占去太多的总线带宽。对于全速装置(12Mbps)而言,端点可以设定Ilns至255ms之间的轮询间隔。因此,换算可得全速装置的快轮询速度为IKHz。另外对于低速设备而言,仅能设定10ms至255ms的轮询间隔,如果因为错误而发生传送失败的话,可以在下一个轮询期间重新再传送。
  应用这种传输类型的有键盘,摇杆或鼠标等称之为人机接口装置(HID)。其中,键盘是一个很好的应用例,当按键被按下后,可以经由PC主机的轮询将小量的数据传回给主机,进而了解到哪个按键刚被按下。
  同步传输
  同步传输提供了确定的带宽和间隔时间(latency)。它被用于时间要求严格并具有较强容错性的数据流传输,或者要求恒定数据传送率的即时应用中。同步数据要求确定的带宽值和确定的传送次数。对于同步传送来说,即时的数据传递比完美的和数据的完整性更重要一些。应用这类型的传输装置有:USB麦克风、喇叭等装置,如此可以确保播放的频率不会被扭曲。
关键词:USB

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