USB传输机制解析：从客户请求到事务处理

"USB传输机制及USB Host的软件结构" USB（Universal Serial Bus）是一种通用串行总线标准，用于在计算机和其他电子设备之间进行数据交换。在USB系统中，有三个主要的软件层次：设备驱动软件(USBDD)、USB驱动(USBD)和主机控制器驱动(HCD)，它们共同构成了USB Host的软件结构。 1、USB系统的总体结构 - 设备驱动软件(USBDD)：这是最接近应用层的软件，它直接与特定的USB设备交互，执行读写操作并控制设备功能。 - USB驱动(USBD)：作为中间层，USBD负责抽象出USB设备，并处理上层软件与设备的数据传输。它包括设备枚举、配置、同步和异步传输、电源管理等功能，同时将非USB格式的I/O请求（IRP）转换为USB特定格式。 - 主机控制器驱动(HCD)：位于最底层，HCD隐藏了USB主控器的硬件细节，提供对硬件的抽象，处理数据传输、资源分配等任务。 2、USB的传输机制 - 客户启动传输：传输由客户软件发起，通过端点(Endpoint)、管道(Pipe)进行，以IRP形式表示请求，最终转化为事务(Transaction)在物理总线上执行。 - 传输类型：包括控制传输、块传输、中断传输和同步传输，每种类型都有特定的应用场景和带宽需求。 - 总线带宽分配：USB总线带宽在所有设备间动态分配，确保高效利用。 - 控制传输：用于设备配置、I/O控制等，包含一个或多个事务，分为数据阶段、命令阶段和状态阶段。 - 块传输：用于大量数据的批量传输，如文件传输，通常具有较高的效率。 - 数据触发同步与重试：USB协议通过DATA0和DATA1位进行数据同步，若出现错误，会进行重试。 3、USB事务处理 - 事务处理格式：每个事务由一个令牌包、可能的数据包和握手包组成，用于确认传输成功与否。 - 四种类型的包：令牌包、数据包、握手包和帧开始包，各自承担着不同的角色，确保USB通信的准确无误。 USB的传输机制和软件结构确保了设备间的高效、可靠通信。理解这些概念对于开发USB相关的软件和硬件至关重要，无论是设备驱动开发者还是系统集成工程师，都需要深入掌握这些知识来优化USB设备的性能和兼容性。