USB2.0规范
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USB数据传输方式及带宽占用率对比

2020-09-15 11703 17

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。

USB2.0各类传输支持的最大包长度(字节)

传输类型\传输速度 低速 全速 高速
控制传输 8 8/16/32/64 64
同步传输 不支持 1023 1024
中断传输 0~8 0~64 0~1024
批量传输 不支持 8/16/32/64 512

注意,这里的包,是一次USB事务中的包,即一次传输的数据大小。包的大小受限于端点的最大包大小。

USB分为四种数据传输方式。这四种传输方式在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

usb-transfer-compare

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相关的时间信息在数据。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。

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