USB2.0协议解析：批量传输与总线访问

"USB2.0协议深入解读" USB2.0协议是计算机接口技术中的一种标准，由COMPAQ、Hewlett Packard、Intel、Lucent、Microsoft、NEC和PHILIPS等7家公司联合制定，旨在提高设备间的数据传输速度。相比于前一版本USB1.1，USB2.0的传输速率提升到了480Mbps，相当于60MB/s，大约是USB1.1的40倍。这种高速度的提升得益于USB2.0规范的改进，但它保持了与USB1.1的兼容性，即USB2.0设备可以在USB1.1接口上工作，反之亦然，不过速度会被限制到较低的级别。 USB协议的核心组成部分包括一系列通信约定，使得主机和设备之间能有效交互。协议内容复杂，涵盖了总线属性、协议定义、处理类型、总线管理和编程接口等方面。在USB2.0中，端点（Endpoints）是设备与主机通信的关键元素，每个逻辑设备都有多个独立的端点，每个端点都有唯一的端点号。通信流通过管道（Pipe）进行，这是一种简化表示通信路径的概念。 批传送是USB协议中的一种传输机制，主要用于全速和高速设备。在批传送过程中，已传输的数据量应精确匹配期望值。如果传输的包小于最大包大小或者为零长度，批传送结束后，主机控制器会终止当前的I/O请求包（IRP）并开始新的IRP。若接收到的数据净荷区域超过预期，所有等待该端点的批传送IRP都会被中止或取消。批传送的总线访问由USB协调，以优化主机软件和应用层之间的数据交换。控制传送在总线优先级上高于批传送，前者有保证的传输时间，而批传送则依赖于可用的总线带宽。 USB总线上，多个批传送可能同时存在，主机控制器会基于公平访问原则来调度不同端点的传输顺序，但具体策略由控制器的实现决定。由于所有批传送共享总线时间，因此无法预设特定的批传送速度。设备的添加或移除，以及其他端点的请求，都可能导致端点可用的总线时间发生变化。值得注意的是，批传送并不总是紧跟在控制传送之后，有时可能会在控制传送之前执行。 USB驱动程序，如USBD和UHCD，以及主控制器驱动程序，共同构成了主机上的USB通信架构，负责处理从客户软件到USB逻辑设备的通信。这些组件和硬件接口共同确保了USB协议的有效执行和高效的数据传输。 USB2.0协议不仅提升了数据传输速度，还通过灵活的批传送机制和总线管理策略，实现了设备间通信的高效与兼容。理解和掌握USB2.0协议对于开发和优化USB设备及其应用至关重要。