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USB 中断传输方式

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USB协议规定了四种传输类型:控制传输批量传输同步传输、中断传输。

中断传输一般用于小批量的和非连续的数据传输,通俗的来说就是用于数据量小的数据不连续的但实时性高的场合的一种传输方式,主要应用于人机交互设备(HID)中的USB鼠标和USB键盘等。

USB中断传输和我们传统意义上的中断不一样。它不是由设备主动地发起一个中断请求,主机响应再操作,而是由主机保证在不大于某个时间间隔内按排的一次传输,所以USB的中断实际意义是实时查询操作,即USB的中断传输是主机在一定的时间不断地主动轮询设备检查其是否有数据需要传输,对此有3个重要参数需要在端点描述符中进行配置:

  • 传输类型
  • 每次传输的最大数据包大小
  • 轮循时间间隔

    中断端点需指定一个范围在1-255毫秒内的询查周期。主机保留足够的带宽以确保在指定频率上直接向中断端点发出IN或OUT事务。Microsoft的主控制器驱动程序把中断端点描述符中指定的循检周期简化为不大于32的2的幂。例如,一个指定循检周期为31毫秒的端点实际上是以16毫秒进行循检。指定周期在32-255毫秒之间的循检实际上是以32毫秒为循检周期。

中断传输事务

USB中断数据流传输包括IN传输和OUT传输,分别对应于数据的读和写,其也分为3个阶段,分别为为令牌阶段、数据段和握手段。

中断传输和批量传输的结构基本一致,只只是中断传输没有ping和nyet两种包。

  • 当主机准备接收中断时,其发送IN令牌包,USB设备响应并返回DATAx数据包,NAK或STALL握手包。
  • 当主机发送中断数据时,其发送OUT令牌包和DATAx数据包,而USB设备将向其返回ACK、NAK和STALL握手包。

中断传输事务

令牌段:

1.主机发出令牌包,寻址从机。

数据段:

1.从机如果接收令牌包出错,无响应;
2.从机端点不存在,回送STALL;
3.从机端点数据未准备好,回送NAK;
4.从机端点数据准备好,回送数据包。

握手段:

1.主机如果接收数据包出错,无响应;
2.主机如果接收数据包正确,回送ACK。

中断传输的特点

  • 高速设备和低速设备均可使用中断传输。
  • 高速模式的最大包长上限为1024个字节;
    全速模式最大包长上限为64个字节;
    低速模式最大最大包长上限为8个字节。

USB中断读传输抓包分析

USB中断读传输抓包分析

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