15 (1). Usb. Кадры и пакеты обмена. Транзакции. Типы передачи данных. Правила обслуживания запросов на передачу данных.

Кадры (frames) и пакеты обмена

Любой обмен по шине USB инициируется хост-контроллером. Он организует обмены с устройствами согласно своему плану распределения ресурсов. Контроллер циклически (с периодом 1,0 ± 0,0005 мс) формирует кадры (frames), в которые укладываются все запланированные передачи.

Каждый кадр начинается с посылки пакета-маркера SOF (Start Of Frame, начало кадра), который является синхронизирующим сигналом для всех устройств, включая хабы. В конце каждого кадра выделяется интервал времени EOF (End Of Frame, конец кадра), на время которого хабы запрещают передачу по направлению к контроллеру. Если хаб обнаружит, что с какого-то порта в это время ведется передача данных, этот порт отключается.

каждый кадр состоит из наиболее приоритетных посылок, состав которых формирует драйвер хоста;

• каждая передача состоит из одной или нескольких транзакций;

• каждая транзакция состоит из пакетов;

• каждый пакет состоит из идентификатора пакета, данных (если они есть) и контрольной суммы

Транзакции Все обмены (транзакции) по USB состоят из трех пакетов. Каждая транзакция планируется и начинается по инициативе хост-контроллера, который посылает маркер-пакет (т. е. пакет типа token). Он описывает тип и направление передачи, адрес устройства USB и номер конечной точки. В каждой транзакции возможен обмен только между устройством (его конечной точкой) и хостом. Адресуемое маркером устройство распознает свой адрес и готовится к обмену. Источник данных, определенный маркером, передает пакет данных или уведомление об отсутствии данных, предназначенных для передачи. После успешного приема пакета приемник данных посылает пакет подтверждения (т.е. пакет типа Handshake).

Спецификация USB определяет следующие типы транзакций. Передача команды: Изохронная передача данных: Передача данных с подтверждением: Изохронный прием данных: Прием данных с подтверждением:

15(2). Usb. Кадры и пакеты обмена. Транзакции. Типы передачи данных. Правила обслуживания запросов на передачу данных.

Типы передачи данных

1. Управляющие передачи (Control Transfers) - используются хостом для конфигурирования устройства во время подключения, для управления устройством и получения статусной информации в процессе работы.

2. Передачи массивов данных (Bulk Data Transfers) - применяются при необходимости обеспечения гарантированной доставки данных от хоста

к функции или от функции к хосту, но время доставки не ограничено (принтеры, сканеры).

3. Передачи по прерываниям (Interrupt Transfers) - используются в том случае, когда требуется передавать одиночные пакеты данных небольшого размера. Каждый пакет требуется передать за ограниченное время. Операции передачи носят спонтанный характер и должны обслуживаться не медленнее, чем того требует устройство. (мышь, клавиатура)

4. Изохронные передачи (Isochronous Transfers) - применяются для обмена данными в "реальном времени", когда на каждом временном интервале требуется передавать строго определенное количество данных, но доставка информации не гарантирована (передача данных ведется без повторения при сбоях, допускается потеря пакетов). Используются в мультимедийных устройствах.

Правила обслуживания запросов на передачу данных

Обслуживание запросов выполняется в соответствии со следующими правилами:

• наивысший приоритет имеют изохронные передачи;

• после отработки всех изохронных передач система переходит к обслуживанию передач прерываний;

• в последнюю очередь обслуживаются запросы на передачу массивов данных;

• по истечении 90% указанного интервала хост автоматически переходит к обслуживанию запросов на передачу управляющих команд независимо от того, успел ли он полностью обслужить другие три списка или нет.