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USB數(shù)據(jù)流的模式與管線的概念

作者：時(shí)間：2011-07-15 來源：網(wǎng)絡(luò)

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在USB規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中也定義了兩種外圍設(shè)各：①單機(jī)設(shè)備，如鼠標(biāo)等；②復(fù)合性設(shè)備，如數(shù)碼照相機(jī)和音頻處理器共享一個(gè)USB通信端口等。每個(gè)接口設(shè)各都具有“端點(diǎn)（endpoint）”地址，它是由令牌封包內(nèi)的4位字段（ENDP）所構(gòu)成的。而主機(jī)與端點(diǎn)的通信，是經(jīng)過“虛擬管線（virtual plpe）”所完成的。而一旦虛擬管線建立好之后，每個(gè)端點(diǎn)就會傳回“描述（descriptor）”此設(shè)備的相關(guān)信息（即描述符）給主機(jī)。這種“描述”信息內(nèi)含了：群組特性、傳輸類別、最大封包大小與帶寬等關(guān)于此外圍設(shè)備的重要信息。目前USB的數(shù)據(jù)傳輸類別有4種類型：控制、中斷（interrupt）、批量（bulk）與等時(shí)（1－sochronous）。稍后的章節(jié)中，將會對傳輸類型與描述符做更深人的說明。

USB對于與設(shè)各之間的通信提供了特殊的協(xié)議。雖然USB系統(tǒng)的總線是呈階梯式星形的結(jié)構(gòu)，但實(shí)際USB主機(jī)與設(shè)備的連接方式卻是如圖1所示的一對一形式，用戶稱之為USB設(shè)各的邏輯連接；而數(shù)據(jù)流的模式則是以這些邏輯連接為基本的架構(gòu)。

　　圖1 USB設(shè)備的邏輯連接　　

對于USB的通信，用戶可以將其視為一種虛擬管線的概念，如圖2所示。在整個(gè)USB的通信中包含了一個(gè)大的虛擬管線（12 Mbps）以及高達(dá)127個(gè)小的虛擬管線，而每一個(gè)小的虛擬管線可比擬為USB的設(shè)各。這是由于在USB令牌封包中都含有7個(gè)用來尋址的位（位于令牌封包的地址數(shù)據(jù)域ADDR），因此最多可尋址到128個(gè)設(shè)各。但是由于地址0是預(yù)設(shè)地址，且用來指定給所有剛連上的設(shè)各，這也就是為什么USB總線上最多能連接到127個(gè)設(shè)備的原因。

　　圖2 虛擬管線的概念 　　

每一個(gè)連接到設(shè)備的小虛擬管線又可再細(xì)分為許多的微虛擬管線。這些微虛擬管線可比擬為端點(diǎn)（endpoint）。由于在令牌封包中，包含了4個(gè)位的端點(diǎn)地址（位于端點(diǎn)數(shù)據(jù)域，ENDP）以及一個(gè)位于端點(diǎn)描述符中的輸人／輸出方向（IN／OUT）位，所以在一個(gè)單獨(dú)的小虛擬管線內(nèi)最多可再分割成16組微虛擬管線（端點(diǎn)），也就是可對16個(gè)輸人／輸出的端點(diǎn)（共32個(gè)端點(diǎn)）尋址，并可將USB的令牌封包中定義為IN（設(shè)備至主機(jī)）或OUT（主機(jī)至設(shè)備）兩類型令牌封包。如果設(shè)備收到了一個(gè)IN令牌封包，它將會傳送數(shù)據(jù)給主機(jī)；反之如果收到了一個(gè)OUT令牌封包，則它將會從主機(jī)接收到數(shù)據(jù)。當(dāng)然，如圖2所示的架構(gòu)是一種“虛擬”的，用戶需要有一點(diǎn)想像的空間　　這種端點(diǎn)（或微虛擬管線）的概念非常重要，對于全速或高速的設(shè)備而言，更是這樣。

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