Transfers): 周期性
持续性的传输,用于传输与时效相关的信息,并且在数据中保存时间戳的信息 ,如音频视频设备
等时(同步)传输用在数据量大、对实时性要求高的场合,如音频设备,视频设备等,这些设备对数据的延迟很敏感。对于音频或视频设备数据的100%正确性要求不高,少量的数据错误是可以容忍的,主要是保证数据不能停顿,所以等时传输是不保证数据100%正确的。当数据错误时,不再重传操作。因此等时传输没有应答包,数据是否正确,由数据的CRC校验来确认。
控制传输(Control Transfers): 非周期性,突发
用于命令和状态的传输
控制传输可分为三个过程:(1)建立过程 (2)数据过程(可选) (3)状态过程
特性:
每个USB设备都必须有控制端点,支持控制传输来进行命令和状态的传输。USB主机驱动将通过控制传输与USB设备的控制端点通信,完成USB设备的枚举和配置
方向:
控制传输是双向的传输,必须有IN和OUT两个方向上的特定端点号的控制端点来完成两个方向上的控制传输
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;
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。
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。
其他三种传输类型都没有格式定义。
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。
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。
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。
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。
控制传输在访问总线时也受到一些限制,如:
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%。
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。
6、USB的编码方案
USB采用不归零取反来传输数据,当传输线上的差分数据输入0时就取反,输入1时就保持原值,为了确保信号发送的准确性,当在USB总线上发送一个包时,传输设备就要进行位插入***作(即在数据流中每连续6个1后就插入一个0)。
7、USB的数据格式
(一)域:是USB数据最小的单位,由若干位组成(至于是多少位由具体的域决定),域可分为七个类型:
1、同步域(SYNC),八位,值固定为0000 0001,用于本地时钟与输入同步
2、标识域(PID),由四位标识符+四位标识符反码构成,表明包的类型和格式,这是一个很重要的部分,这里可以计算出,USB的标识码有16种,具体分类请看问题五。
3、地址域(ADDR):七位地址,代表了设备在主机上的地址,地址000 0000被命名为零地址,是任何一个设备第一次连接到主机时,在被主机配置、枚举前的默认地址,由此可以知道为什么一个USB主机只能接127个设备的原因。
4、端点域(ENDP),四位,由此可知一个USB设备有的端点数量最大为16个。
5、帧号域(FRAM),11位,每一个帧都有一个特定的帧号,帧号域最大容量0x800,对于同步传输有重要意义(同步传输为四种传输类型之一,请看下面)。
6、数据域(DATA):长度为0~1023字节,在不同的传输类型中,数据域的长度各不相同,但必须为整数个字节的长度
7、校验域(CRC):对令牌包和数据包(对于包的分类请看下面)中非PID域进行校验的一种方法,CRC校验在通讯中应用很泛,是一种很好的校验方法,至于具体的校验方法这里就不多说,请查阅相关资料,只须注意CRC码的除法是模2运算,不同于10进制中的除法。
(二)包:由域构成的包有四种类型,分别是令牌包、数据包、握手包和特殊包,前面三种是重要的包,不同的包的域结构不同,介绍如下
1、令牌包:可分为输入包、输出包、设置包和帧起始包(注意这里的输入包是用于设置输入命令的,输出包是用来设置输出命令的,而不是放据数的)
其中输入包、输出包和设置包的格式都是一样的:
SYNC+PID+ADDR+ENDP+CRC5(五位的校验码)
帧起始包的格式:
SYNC+PID+11位FRAM+CRC5(五位的校验码)
2、数据包:分为DATA0包和DATA1包,当USB发送数据的时候,当一次发送的数据长度大于相应端点的容量时,就需要把数据包分为好几个包,分批发送,DATA0包和DATA1包交替发送,即如果第一个数据包是 DATA0,那第二个数据包就是DATA1。但也有例外情况,在同步传输中(四类传输类型中之一),所有的数据包都是为DATA0,格式如下:
SYNC+PID+