USB 知识点拓展

什么是分包

由于 USB 协议中规定了每个包的最大长度,所以当我们发送的数据长度超过了最大包长度时,就需要分包发送,这就是分包。比如 ep mps 为 64,数据长度为 129,则 USB 会按照 64 + 64 + 1 的形式传输。 而对于 USB IP 来说,分包分为软件分包和硬件分包,软件分包就是用户代码自行分包,这种 ip 一般都使用 FIFO 来进行,因为 FIFO 深度是有限的;第二种 则是使用硬件分包,这种 USB IP 一般带 DMA 或者描述符 DMA 功能,那么这种 IP 的效率无疑是最高的,cherryusb 中充分利用了这点,使得 USB 速度能够达到最高。

对于软件分包来说,一次发送的长度即使是 16K, 内部也是通过软件分包的,在这种情况下,发送长度的多少不会对速度有任何提升。 对于硬件分包来说,发送的长度会影响速度,因为硬件分包是通过 DMA 来进行的, 一次发送的长度越大,DMA 的效率就越高,速度也就越快。(当然,其他协议栈虽然使用了 dma,但是部分代码实现还是按照一个包进行,等于没用,这也是速度低的一个原因)

什么是短包

在上面我们讲了分包之后,短包就是分包的最后一个包(并且长度小于 EP MPS).比如发送 129 字节的数据,那么 USB 会按照 64 + 64 + 1 的形式传输,最后一个包是1个字节,这1个字节就是短包。

什么是 ZLP

ZLP,顾名思义,零长度数据包,也就是数据长度为0 的短包。是 USB 设备在数据传输结束时,如果数据长度正好是最大包长度的整数倍,那么就需要发送一个 ZLP 数据包,用来告诉对方数据传输结束。

Caution

ZLP 功能仅限于 CONTROL 和 BULK 传输

什么时候算中断完成

从机接收:接收的长度与设置的长度相等;接收的最后一个包为短包。 从机发送:发送的长度与设置的长度相等,如果发送的长度是 EP MPS 的整数倍,需要再发送一个 ZLP(仅限 control 和 bulk 传输)。

主机接收:同从机接收 主机发送:发送的长度与设置的长度相等

Note

对于从机接收,并且是 bulk 传输,接收长度通常设计为 EP MPS,以下三种情况可以修改为多个 EP MPS: 固定长度;自定义协议并携带长度(例如 MSC); 主机手动发送 ZLP 或者短包(例如 RNDIS)