詳解USB的四種傳輸類型

USB的四種傳輸類型

1. 控制傳輸：
控制傳輸是一種可靠的雙向傳輸，一次控制傳輸可分為三個階段。第一階段為從HOST到Device的SETUP事務(wù)傳輸，這個階段指定了此次控制傳輸?shù)恼埱箢愋停?br /> 第二階段為數(shù)據(jù)階段，也有些請求沒有數(shù)據(jù)階段；第三階段為狀態(tài)階段，通過一次IN/OUT 傳輸表明請求是否成功完成。
控制傳輸通過控制管道在應(yīng)用軟件和 Device 的控制端點之間進(jìn)行，控制傳輸過程中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是有格式定義的，USB 設(shè)備或主機可根據(jù)格式定義解析獲得的數(shù)據(jù)含義。
其他三種傳輸類型都沒有格式定義。
控制傳輸對于最大包長度有固定的要求。對于高速設(shè)備該值為 64Byte；對于低速設(shè)備該值為 8；全速設(shè)備可以是 8或 16或 32或 64。
最大包長度 表征了一個端點單次接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的能力，實際上反應(yīng)的是該端點對應(yīng)的Buffer 的大小。Buffer 越大，單次可接收/發(fā)送的數(shù)據(jù)包越大，反之亦反。
當(dāng)通過一個端點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，若數(shù)據(jù)的大小超過該端點的最大包長度時，需要將數(shù)據(jù)分成若干個數(shù)據(jù)包傳輸，并且要求除最后一個包外，所有的包長度均等于該最大包長度。
這也就是說如果一個端點收到/發(fā)送了一個長度小于最大包長度的包，即意味著數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束。
控制傳輸在訪問總線時也受到一些限制，如：
a. 高速端點的控制傳輸不能占用超過 20%的微幀，全速和低速的則不能超過 10%。
b. 在一幀內(nèi)如果有多余的未用時間，并且沒有同步和中斷傳輸，可以用來進(jìn)行控制傳輸。

2. 中斷傳輸：
中斷傳輸是一種輪詢的傳輸方式，是一種單向的傳輸，HOST通過固定的間隔對中斷端點進(jìn)行查詢，若有數(shù)據(jù)傳輸或可以接收數(shù)據(jù)則返回數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)，否則返回NAK，表示尚未準(zhǔn)備好。
中斷傳輸?shù)难舆t有保證，但并非實時傳輸，它是一種延遲有限的可靠傳輸，支持錯誤重傳。
對于高速/全速/低速端點，最大包長度分別可以達(dá)到1024/64/8 Bytes。
高速中斷傳輸不得占用超過 80%的微幀時間，全速和低速不得超過 90%。
中斷端點的輪詢間隔由在端點描述符中定義，全速端點的輪詢間隔可以是1~255mS，低速端點為10~255mS，高速端點為(2interval-1)*125uS，其中 interval取 1到 16之間的值。
除高速高帶寬中斷端點外，一個微幀內(nèi)僅允許一次中斷事務(wù)傳輸，高速高帶寬端點最多可以在一個微幀內(nèi)進(jìn)行三次中斷事務(wù)傳輸，傳輸高達(dá) 3072 字節(jié)的數(shù)據(jù)。
所謂單向傳輸，并不是說該傳輸只支持一個方向的傳輸，而是指在某個端點上該傳輸僅支持一個方向，或輸出，或輸入。如果需要在兩個方向上進(jìn)行某種單向傳輸，需要占用兩個端點，
分別配置成不同的方向，可以擁有相同的端點編號。

3. 批量傳輸：
批量傳輸是一種可靠的單向傳輸，但延遲沒有保證，它盡量利用可以利用的帶寬來完成傳輸，適合數(shù)據(jù)量比較大的傳輸。
低速 USB 設(shè)備不支持批量傳輸，高速批量端點的最大包長度為 512，全速批量端點的最大包長度可以為 8、16、32、64。
批量傳輸在訪問 USB 總線時，相對其他傳輸類型具有最低的優(yōu)先級，USB HOST 總是優(yōu)先安排其他類型的傳輸，當(dāng)總線帶寬有富余時才安排批量傳輸。
高速的批量端點必須支持PING 操作，向主機報告端點的狀態(tài)，NYET 表示否定應(yīng)答，沒有準(zhǔn)備好接收下一個數(shù)據(jù)包，ACK 表示肯定應(yīng)答，已經(jīng)準(zhǔn)備好接收下一個數(shù)據(jù)包。

4. 同步傳輸：
同步傳輸是一種實時的、不可靠的傳輸，不支持錯誤重發(fā)機制。只有高速和全速端點支持同步傳輸，高速同步端點的最大包長度為 1024，低速的為 1023。
除高速高帶寬同步端點外，一個微幀內(nèi)僅允許一次同步事務(wù)傳輸，高速高帶寬端點最多可以在一個微幀內(nèi)進(jìn)行三次同步事務(wù)傳輸，傳輸高達(dá) 3072 字節(jié)的數(shù)據(jù)。
全速同步傳輸不得占用超過 80%的幀時間，高速同步傳輸不得占用超過 90%的微幀時間。同步端點的訪問也和中斷端點一樣，有固定的時間間隔限制。
在主機控制器和 USBHUB 之間還有另外一種傳輸——分離傳輸（SplitTransaction），它僅在主機控制器和 HUB之間執(zhí)行，通過分離傳輸，可以允許全速/低速設(shè)備連接到高速主機。
分離傳輸對于USB 設(shè)備來說是透明的、不可見的。
分離傳輸：顧名思義就是把一次完整的事務(wù)傳輸分成兩個事務(wù)傳輸來完成。其出發(fā)點是高速傳輸和全速/低速傳輸?shù)乃俣炔幌嗟龋绻褂靡淮瓮暾氖聞?wù)來傳輸，勢必會造成比較長的等待時間，
從而降低了高速 USB 總線的利用率。通過將一次傳輸分成兩此，將令牌（和數(shù)據(jù)）的傳輸與響應(yīng)數(shù)據(jù)（和握手）的傳輸分開，這樣就可以在中間插入其他高速傳輸，從而提高總線的利用率。

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原文標(biāo)題：USB的四種傳輸類型

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