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USB 数据传输方式及带宽对比

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USB定义了四种传输类型:

USB传输有四种传输类型使用的事务类型各不相同。其中批量传输同步传输每次传输需要一个或多个事务,中断传输每次传输只需要一个事务,控制传输包括三个过程(建立过程、数据过程、状态过程),建立过程和状态过程分别需要一个事务,数据过程则可能包含0个多个事务。

控制传输

  • 突发性、非周期性、主机软件发起的请求/响应通信,通常用于命令/状态操作。

控制传输包括控制读传输、控制写传输、无数据的控制传输,主机在枚举设备的时候,首先进行插入检测,检测完毕之后,设备采用0号端点,以默认地址和主机进行控制传输来进行数据交互,进行传输的通道叫做控制管道。

同步传输

  • 同步传输事务有只有两个阶段,即令牌阶段、数据阶段,因为不关心数据的正确性,故没有握手阶段

主机和设备之间的定期、连续通信,通常使用有关时间的信息。此传输类型还保留了封装在数据。然而,这并不意味着此类数据的交付需求总是时间紧迫的。
同步传输使用同步事务(Isochronous Transactions)来传输数据。同步传输用在数据量大、对实时性要求高的场合,例如音频设备、视屏设备等,这些设备对数据延时敏感。
这种事务能保证传输的同步性。例如在USB摄像头中传输视频数据的时候会采用这种事务,这种事务能保证每秒有固定的数量传输带宽,但与Bulk传输不同,同步允许有一定的误码率,这样符合视频会议等传输的需求,因为视频会议首先要保证实时性,在一定条件下,允许有一定的误码率。

中断传输

  • 低频、有限制的延迟通信。

中断传输是使用中断事务(Interrupt Transactions)来传输数据的。中断传输是一种可以保证主机查询频率的传输。中断端点在端点描述符中要报告主机对此端点的查询时间,主机会保证在小于这个时间间隔的范围内安排一次传输,比如HOST主机1ms内向鼠标设备请求一次数据。

批量传输

  • 非周期性、大数据包突发性通信,通常用于任何可用带宽,也可以延迟到带宽可用为止。

批量传输是使用批量事务(Bulk Transactions)来传输数据。批量传输分为批量读传输和批量写传输两种。批量读使用批量输入事务,批量写使用批量输出事务。批量传输通常在数据量大、对数据的实时性要求不高的场合,例如USB打印机、扫描仪、大容量存储设备等。

USB数据传输方式对比

通过上面知道,USB分为四种数据传输方式。这四种传输不同传输速率的有效带宽、最大数据包长度、传输错误管理、事务组成等的不同。
但每种传输类型确定通信流的各种特性,包括:

  • USB规定的数据格式
  • 通信流方向
  • 数据包大小限制
  • 总线权限限制
  • 延迟限制
  • 所需数据序列
  • 错误处理

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