USB主机

USB主机在USB系统中处于中心地位。并且，对USB及其连接的设备有着特殊的责任。主机控制着所有对USB的访问一个外设。只有主机允许才有权力访问总线。主机同时也监测着USB的结构。USB主机包括三层：设备驱动程序，USB系统软件，USB主控制器(主机的总线接口)。另外，还有两个软件接口：USB驱动USBD接口，主机控制驱动(HCD)接口。

USB数据流

从逻辑上讲，USB数据的传输是通过管道进行的。USB系统软件通过缺省管道(与端点0相对应)管理设备。设备驱动程序通过其它的管道来管理设备的。功能接口实际的数据传输过程是这样的：设备驱动程序通过对USBD接口(USB driver interface)的调用，发出输入输出请求(IRPI/O Request Packet)。USB驱动程序接到请求后调用HCD接口(host controller driver interface)，将IRP转化为USB的传输(transfer)，一个IRP可以包含一个或多个USB传输； 然后HCD将USB传输分解为总线操作(transaction)，由主控制器以包(packet)的形式发出。需要注意的是，所有的数据传输都是由主机开始的，任何外设都无权开始一个传输。

IRP是由操作系统定义的，而USB传输与总线操作是USB规范定义的。为了进一步说明USB传输，我们引出帧frame的概念。 帧：USB总线将1ms定义为一帧，每帧以一个SOF包为起始，在这1ms里USB进行一系列的总线操作。引入帧的概念主要是为了支持与时间有关的总线操作。 为了满足不同外设和用户的要求，USB提供了四种传输方式：控制传输，同步传输，中断传输，批传输。它们在数据格式，传输方向，数据包容量限制，总线访问限制等方面有着各自不同的特征：

控制传输（Control Transfer）

1.通常用于配置/命令/状态等情形

2.其中的设置操作setup和状态操作status的数据包具有USB定义的结构。因此控制传输只能通过消息管道进行

3.支持双向传输

4.对于高速设备,允许数据包最大容量为81632或64字节。对于低速设备，只有8字节一种选择

5.端点不能指定总线访问的频率和占用总线的时间，USB系统软件会做出限制

6 具有数据传输，保证在必要时可以重试

同步传输（Isochronous Transfer）

1.是一种周期的连续的传输方式，通常用于与时间有密切关系的信息的传输

2.数据没有USB定义的结构数据流管道

3.单向传输。如果一个外设需要双向传输，则必须使用另一个端点

4.只能用于高速设备，数据包的最大容量可以从0到1023个字节

5.具有带宽保证，并且保持数据传输的速率恒定。每个同步管道每帧传输一个数据包

6.没有数据重发机制，要求具有一定的容错性

7.与中断方式一起占用总线的时间不得超过一帧的90%

中断传输(Interrupt Transfer)

1.用于非周期的自然发生的数据量很小的信息的传输，如键盘鼠标等

2.数据没有USB定义的结构数据流管道

3.只有输入这一种传输方式即外设到主机

4.对于高速设备允许数据包最大容量为小于或等于64字节，对于低速设备，只能小于或等于8字节

5.具有最大服务周期保证，即在规定时间内保证有一次数据传输

6.与同步方式一起占用总线的时间不得超过一帧的90%

7.具有数据传输保证在必要时可以重试

批传输(Bulk Transfer)

1.用于大量的对时间没有要求的数据传输

2.数据没有USB定义的结构数据流管道

3.单向传输，如果一个外设需要双向传输，则必须使用另一个端点

4.只能用于高速设备，允许数据包最大容量为81632或64字节

5.没有带宽的保证，只要有总线空闲就允许传输数据，优先级小于控制传输

6.具有数据传输，保证在必要时可以重试，以保证数据的准确性

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