17.1.4 USB四种传输模式

17.1.4  USB四种传输模式

当USB插入USB总线时，USB控制器会自动为该USB设备分配一个数字来标示这个设备。另外，在设备的每个端点都有一个数字来表明这个端点。
USB设备驱动向USB控制器驱动请求的每次传输被称为一个事务（Transaction），事务有四种类型，分别是Bulk Transaction、Control Transaction、Interrupt Transaction和Isochronous Transaction。每次事务都会分解成若干个数据包在USB总线上传输。每次传输必须历经两个或三个部分，第一部分是USB控制器向USB设备发出命令，第二部分是USB控制器和USB设备之间传递读写请求，其方向主要看第一部分的命令是读还是写，第二部分有时候可以没有。第三部分是握手信号。以下针对这四种传输，分别进行讲解。

1．Bulk传输事务

顾名思义，改种事务传输主要是大块的数据，传送这种事务的管道叫做Bulk管道。这种事务传输的时候分为三部分，如图17-10所示。第一部分是Host端发出一个Bulk的令牌请求，如果令牌是IN请求则是从Device到Host的请求，如果是OUT令牌，则是从Host到Device端的请求。
第二部分是传送数据的阶段，根据先前请求的令牌的类型，数据传输有可能是IN方向，也有可能是OUT方向。传输数据的时候用DATA0和DATA1令牌携带着数据交替传送。

第三部分是握手信号。如果数据是IN方向，握手信号应该是Host端发出，如果是OUT方向，握手信号应该是Device端发出。握手信号可以为ACK，表示正常响应，也可以是NAK表示没有正确传送。STALL表示出现主机不可预知的错误。
在第二部分，即传输数据包的时候，数据传送由DATA0和DATA1数据包交替发送。数据传输格式DATA1和DATA0，这两个是重复数据，确保在1数据丢失时0可以补上，不至于数据丢失。如图17-11所示。

（点击查看大图）图17-10  Bulk传输

图17-11  Bulk传输时的令牌

2．控制传输事务

控制传输是负责向USB设置一些控制信息，传送这种事务的管道是控制管道。在每个USB设备中都会有控制管道，也就是说控制管道在USB设备中是必须的。控制传输也分为三个阶段，即令牌阶段、数据传送阶段、握手阶段，如图17-12所示。

图17-12  控制传输事务

3．中断传输事务

在USB设备中，有种处理机制类似于PCI中断的机制，这就是中断事务。中断事务的数据量很小，一般用于通知Host某个事件的来临，例如USB鼠标，鼠标移动或者鼠标单击等操作都会通过中断管道来向Host传送事件。在中断事务中，也分为三个阶段，即令牌阶段、数据传输阶段、握手阶段，如图17-13所示。

（点击查看大图）图17-13  中断传输事务

4．同步传输事务

USB设备中还有一种事务叫同步传输事务，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传输量，但与Bulk传输不同，它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。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，如图17-14所示。

图17-14  同步传输事务