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我的朋友

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2012-11-20 19:20:20

USB基础到完整驱动开发...

1 USB标准

在新的USB2.0标准中,USB1.1的说法已经不复存在了,都被统称为USB2.0,在它下面又细分三种规格:Low-speedFull-speedHigh-speed 。乍一看这三种接口都是USB2.0但他们的传输速率相差甚远,USB2.0 Low-speed主要用于键盘,鼠标等设备,它的传输速率只有1.5MbpsUSB2.0 Full-speed就是曾经的 USB1.0,他的传输速率理论上可以达到12Mbps,适用于一些对数据传输要求不高的设备的接口; USB2.0 High-speed 才是真正意义上的USB2.0,他的传输速率理论上可达到480Mbps

2. USB中断传输的精彩讨论

Escape

呵呵。大家好! ;)

我想请教一个问题:

usb中断传输,调用函数UsbBuildGetInterrupt or BulkTransferRequest

后,数据是怎样通过底层软件的轮询,被传输到缓冲区的。

是不是上层驱动程序完全不需要关心这个轮询的过程?

轮询过程已经被完全封装了?

Jinghuiren

对的,当你调用了IoCallDriver()后,底层驱动会按照你设置的轮询间隔(比如1ms),向设备发送in或者out令牌,直到本次调用的数据全部完成(比如64k)后返回操作方式和批量传输完全一样。

Pengenwen

在中断传输中,驱动一般需要维持一个永不完成的URB,以便驱动不断地从固件查询数据,然后通过事件方式通知应用程序。

Windrv

pengenwen 说的不对。

USB是共享总线,如果在USB HUB上有多个设备同时进行大数据量传输。例如设备A在传输4MB的数据,那么设备B在设备A数据传输期间有可能得不到响应。如何保证设备B在其它设备传输数据时也能及时得到响应?设备B可以设立中断传输端口,这样Host Controller会每隔一定的时间间隔(例如1ms),保证向设备B发出IN令牌,使得B有机会发出数据。

所以中断传输的数据量不能太大,在USB 1.1中最多只能16 bytes.

USB 2.0的协议作了一些修改,中断传输与Bulk传输的区别不大,数据量的限制也没有了。不过,中断传输的上述机制还是在的。

如果USBhost controller总是被一个设备独占,那也就没有中断传输与Bulk传输的区别了。

至于pengenwen说的是USB设备驱动程序上的实现技术,与中断传输的特点无关。事实上,这个永不完成的URB”也可以用来读Bulk传输。

Lejianz

请教windrv一个问题,在固件编程时,USB通信一般通过外部中断来实现,如果我在做某些工作时,不能及时响应此中断,那么不响应这个中断的时间有多长?我知道总线如果在3ms里没响应,将会挂起,这段时间是否跟中断传输有关?

Jinghuiren

对于控制传输,通常没有数据阶段传输的要在50ms内完成,如果有数据阶段则第一个数据包要在500ms内发送给主机,之后的一次增加500ms

对于批量传输,如果驱动程序没有超时控制,则什么时候响应都行

如果有则要在超时控制的时间范围内完成

对于中断传输,和批量传输基本一样

对于ISO传输,应该是立即响应吧,要不然怎么能保证同步数据流呢?

Escape

对于控制传输,通常没有数据阶段传输的要在50ms内完成,如果有数据阶段则第一个数据包要在500ms内发送给主机,之后的一次增加500ms

对于批量传输,如果驱动程序没有超时控制,则什么时候响应都行

如果有则要在超时控制的时间范围内完成

对于中断传输,和批量传输基本一样

对于ISO传输,应该是立即响应吧,要不然怎么能保证同步数据流呢?

有道理。

iso传输在竞争带宽的时候,容易获得成功。iso传输

最大可获取90%的可用带宽。在这种情况下,需要iso传输

的另外一个设备的传输请求有可能会失败。

Windrv

USB是主从通讯模式,由Host controller控制何时与哪个设备的哪个端口通讯。当它需要从某个EP读入数据时,它会发一个IN令牌给此端口。端口收到令牌后,必须在某一时间间隔内把数据发给Host Controller然后返回一个"OK"令牌;如果端口在此时间内无法返回数据,也必须返回一个NAK令牌,那么Host Controller下次会继续发IN令牌给此端口。如果端口在此时间间隔内没有任何令牌返回,Host Controller会把这端口标为STALL,下次不再查询此端口。

对于lejianz所说的问题,我觉得firmware在做某些工作时,在3ms内没有返回NAK token以响应总线的IN token,所以被总线挂起,即STALL 不过,挂起了也还可以用ResetPipe()恢复此端口。

EZUSB做的比较好,它的USB core在数据没有Ready的时候会自动返回NAK令牌,不占CPU的资源。所以,在批量/中断传输时,什么时候响应都行。

不过,对于这类总线挂起的问题,最好用总线分析仪去监测一下。Host Controller的生产厂商不一样,有时候是USB卡的问题。

Lejianz

谢谢windrv大侠的精彩答复,按大侠所说,如果EZUSB设备的一个IN令牌包传输过程中,SIE能自动发也NAK,而不是STALL,那么我可以在很长一段时间里不响应此IN中断,因为有NAK说明设备在忙。这也印证我在ICE仿真时,当在中断里下断点时,设备管理器里的设备不会消失。但我想这段时间并不是jinghuiren大侠所说的500ms时间,我一直没有找到相关的叙述。windrv大侠能否再看一下。

Windrv

只要设备能回应NAK 读数的URB等多长时间都没有问题,通讯不会断掉。在我们的应用中,读数的URB经常会等好几个小时。

不过,你说的设备在设备管理器里消失是另外一个问题。即使EPSTALLUSB 的设备对象还是在Windows系统里的,不会消失。

Mboma

windrv,我觉得pengenwen说的"在中断传输中,驱动一般需要维持一个永不完成的URB,以便驱动不断地从固件查询数据,然后通过事件方式通知应用程序"没有什么不对的啊,通常在usb驱动中处理中断传输都可以用这种实现方式的啊。我觉得他说的东西跟你说的不是一个侧重点。在Oney的书中也是用的这种方式。

想请教您一个问题,中断传输只能获取in的数据么?如果我有hostusb设备发出的用户数据,但是usb设备只有一个控制端点和2interrupt端点,能否实现out数据?谢谢!

Metalwing

WINDRV又见你了,想问你个问题.

我的板子在20MHZ(DMA读写)频率下很正常,可是我把频率提到40MHZ就不行了,无法接到总线上DMA数据传输到的中断,也无法接到DMA传输完成的中断(DMA一直在传输),我用的是ISP 1581芯片.是否是51的处理频率(12MHZ,一个工作周期是1微秒)跟不上?

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