用于管理usb數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的奪叉引用
[0002] 本公開要求2013年7月16日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/846, 793的優(yōu)先權(quán) 和權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過引用并入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本專利文檔中描述的技術(shù)總體上涉及數(shù)據(jù)傳送，更具體地涉及數(shù)據(jù)傳送管理。
【背景技術(shù)】
[0004] 通用串行總線（USB)是開發(fā)用于允許即插即用或熱插拔連接以及代替主機(jī)與外 圍設(shè)備之間的傳統(tǒng)串行端口和并行端口的標(biāo)準(zhǔn)。USB對(duì)應(yīng)于其中一個(gè)或多個(gè)附接的外圍設(shè) 備（即，USB設(shè)備）通過主機(jī)調(diào)度協(xié)議共享總線帶寬的輪詢總線。USB設(shè)備被允許在主機(jī)和 其他USB設(shè)備正在操作時(shí)附接、配置、使用和分離。
[0005] 通常，USB數(shù)據(jù)傳送在主機(jī)與USB設(shè)備之間發(fā)生。當(dāng)USB設(shè)備第一次連接到主機(jī) 時(shí)，列舉過程開始。復(fù)位信號(hào)被發(fā)送至USB設(shè)備以確定該USB設(shè)備的數(shù)據(jù)速率。繼而，與該 USB設(shè)備相關(guān)聯(lián)的信息被主機(jī)讀取并且該USB設(shè)備被指派唯一地址。主機(jī)控制器指導(dǎo)來自 /去往該USB設(shè)備的業(yè)務(wù)流。例如，主機(jī)控制器執(zhí)行USB操作以在主機(jī)存儲(chǔ)器與設(shè)備端點(diǎn)之 間移動(dòng)數(shù)據(jù)，其中每個(gè)設(shè)備端點(diǎn)對(duì)應(yīng)于USB設(shè)備中作為主機(jī)與該USB設(shè)備之間通信流中的 數(shù)據(jù)源或槽的唯一可尋址部分。
[0006]USB規(guī)范支持四個(gè)基本類型的數(shù)據(jù)傳送：控制數(shù)據(jù)傳送、批量數(shù)據(jù)傳送、中斷數(shù)據(jù) 傳送和等時(shí)數(shù)據(jù)傳送?？刂茢?shù)據(jù)傳送經(jīng)常用于非周期、主機(jī)軟件發(fā)起的請(qǐng)求/響應(yīng)通信（例 如，針對(duì)命令/狀態(tài)操作）。批量數(shù)據(jù)傳送通常用于可以使用任意可用帶寬并且可以被延遲 直到帶寬可用的非周期、大型分組通信。例如，在一個(gè)大分組中由打印機(jī)接收的數(shù)據(jù)可以使 用批量數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行傳送。另外，中斷數(shù)據(jù)傳送經(jīng)常用于低頻率、有界延時(shí)通信。例如，發(fā) 送非常少數(shù)據(jù)的鼠標(biāo)或鍵盤可以使用中斷數(shù)據(jù)傳送。等時(shí)數(shù)據(jù)傳送（還被稱為流傳輸實(shí)時(shí) 傳送）通常用于主機(jī)與USB設(shè)備之間的周期、連續(xù)通信（例如，涉及時(shí)間敏感信息的通信）。 例如，流傳輸設(shè)備（例如，音頻揚(yáng)聲器）可以使用等時(shí)數(shù)據(jù)傳送。
[0007]USB數(shù)據(jù)傳送由主機(jī)控制器調(diào)度。例如，周期數(shù)據(jù)傳送（諸如等時(shí)數(shù)據(jù)傳送和中斷 數(shù)據(jù)傳送）經(jīng)常具有嚴(yán)格的時(shí)序要求，因此需要以及時(shí)方式跨總線移動(dòng)。非周期數(shù)據(jù)傳送 (諸如批量數(shù)據(jù)傳送和控制數(shù)據(jù)傳送）經(jīng)常不具有嚴(yán)格的時(shí)序要求。為了保證主機(jī)與USB 設(shè)備之間的同步，總線時(shí)間經(jīng)常被分成固定長(zhǎng)度的段。針對(duì)低速或全速總線，總線時(shí)間被分 成1毫秒單元，即，幀。針對(duì)高速總線，總線時(shí)間被分成125毫秒單元，S卩，微幀。微幀包括 多個(gè)數(shù)據(jù)分組，并且數(shù)據(jù)分組包括1千字節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本文所述的教導(dǎo)，提供了用于管理通用串行總線（USB)數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)和方 法。示例系統(tǒng)包括擁有用于將端點(diǎn)排序的第一調(diào)度隊(duì)列的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和主 機(jī)控制器。主機(jī)控制器被配置為：將針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的多個(gè)端點(diǎn)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)介質(zhì)，端點(diǎn)對(duì)應(yīng) 于USB設(shè)備的一部分；以第一順序?qū)⒍鄠€(gè)端點(diǎn)排序；生成包括多個(gè)原始數(shù)據(jù)分組的第一傳 輸數(shù)據(jù)單元，原始數(shù)據(jù)分組至少部分基于該第一順序被分配給多個(gè)端點(diǎn)；以及傳送第一傳 輸數(shù)據(jù)單元。
[0009] 在一個(gè)實(shí)施方式中，提供了一種用于管理通用串行總線（USB)數(shù)據(jù)傳送的方法。 多個(gè)端點(diǎn)被接收用于數(shù)據(jù)傳送。端點(diǎn)對(duì)應(yīng)于USB設(shè)備的一部分。多個(gè)端點(diǎn)以順序排序。生 成包括多個(gè)數(shù)據(jù)分組的傳輸數(shù)據(jù)單元。數(shù)據(jù)分組至少部分基于所述順序被分配給多個(gè)端 點(diǎn)。傳送傳輸數(shù)據(jù)單元。
[0010] 在另一實(shí)施方式中，一種非瞬態(tài)機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括用于管理通用串行總線 (USB)數(shù)據(jù)傳送的編程指令。該編程指令被配置為使得一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行某些操 作。多個(gè)端點(diǎn)被接收用于數(shù)據(jù)傳送。端點(diǎn)對(duì)應(yīng)于USB設(shè)備的一部分。多個(gè)端點(diǎn)以順序排序。 生成包括多個(gè)數(shù)據(jù)分組的傳輸數(shù)據(jù)單元。數(shù)據(jù)分組至少部分基于所述順序被分配給多個(gè)端 點(diǎn)。傳輸數(shù)據(jù)單元被傳送。
【附圖說明】
[0011] 圖1描繪了示出用于管理USB數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)的示例圖。
[0012] 圖2描繪了示出用于管理USB數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)的另一示例圖。
[0013] 圖3描繪了示出存儲(chǔ)器設(shè)備中包括的兩個(gè)調(diào)度隊(duì)列的示例圖。
[0014] 圖4描繪了示出針對(duì)三個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送的示例圖。
[0015] 圖5描繪了示出針對(duì)三個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送的另一示例圖。
[0016] 圖6描繪了示出針對(duì)數(shù)據(jù)傳送調(diào)度的不同情況的示例圖。
[0017] 圖7描繪了用于管理USB數(shù)據(jù)傳送的示例流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 通用串行總線（USB)數(shù)據(jù)傳送通常由管理（例如，調(diào)度）周期數(shù)據(jù)傳送和非周期 數(shù)據(jù)傳送的主機(jī)發(fā)起。在很大程度上，USB系統(tǒng)的性能取決于數(shù)據(jù)傳送管理的效率。有時(shí)， 80% -90%的USB總線帶寬被分配給周期數(shù)據(jù)傳送。因此，周期數(shù)據(jù)傳送的管理在改進(jìn)USB 系統(tǒng)的性能中扮演關(guān)鍵角色。
[0019] 圖1描繪了示出用于管理USB數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)的示例圖。如圖1所示，主機(jī)控制 器102以特定順序?qū)⒄{(diào)度隊(duì)列104中存儲(chǔ)的多個(gè)端點(diǎn)（例如，EPUEP2…ΕΡη)排序，并且根 據(jù)數(shù)據(jù)傳送（例如，周期數(shù)據(jù)傳送）的特定順序向排序端點(diǎn)分配資源。
[0020] 具體地，系統(tǒng)100包括附接至主機(jī)108的多個(gè)USB設(shè)備1(^、1062~106"。多個(gè)端 點(diǎn)（例如，ΕΡ1、ΕΡ2···ΕΡη)中的每個(gè)端點(diǎn)對(duì)應(yīng)于USB設(shè)備的唯一可尋址部分。在某些實(shí)施 方式中，每個(gè)端點(diǎn)與頻率相關(guān)聯(lián)，并且主機(jī)控制器102基于相應(yīng)頻率將端點(diǎn)排序。例如，主 機(jī)控制器102可以以降序?qū)⒍它c(diǎn)排序，其中具有最高頻率的端點(diǎn)被存儲(chǔ)在調(diào)度序列104的 頂部并且首先接收針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的資源。
[0021] 在某些實(shí)施方式中，每個(gè)端點(diǎn)與針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的端點(diǎn)帶寬相關(guān)聯(lián)，并且主機(jī)控制 器102基于相應(yīng)端點(diǎn)帶寬將端點(diǎn)排序。例如，主機(jī)控制器102可以以降序?qū)⒍它c(diǎn)排序，其中 具有最高端點(diǎn)帶寬的端點(diǎn)被存儲(chǔ)在調(diào)度序列104的頂部并且首先接收針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的資 源。在某些實(shí)施方式中，調(diào)度序列104包括在可訪問主機(jī)控制器102的存儲(chǔ)器設(shè)備中。
[0022] 主機(jī)控制器102生成包括多個(gè)數(shù)據(jù)分組（例如，16個(gè)數(shù)據(jù)分組）的傳輸數(shù)據(jù)單元 (例如，微幀）。傳輸數(shù)據(jù)單元中的數(shù)據(jù)分組被分配給調(diào)度序列104中存儲(chǔ)的端點(diǎn)（例如， 從上而下）。在傳輸具有經(jīng)分配的數(shù)據(jù)分組的傳輸數(shù)據(jù)單元之后，主機(jī)控制器102生成更多 傳輸數(shù)據(jù)單元用于執(zhí)行針對(duì)經(jīng)排序端點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送（例如，等時(shí)數(shù)據(jù)傳送、中斷數(shù)據(jù)傳送 等）。
[0023] 圖2描繪了示出用于管理USB數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)的另一示例圖。如圖2所示，主機(jī) 控制器102管理針對(duì)數(shù)據(jù)傳送的兩個(gè)調(diào)度隊(duì)列104和206,其中調(diào)度隊(duì)列104被用作當(dāng)前活 動(dòng)隊(duì)列并且調(diào)度隊(duì)列206被用作后備隊(duì)列。在向調(diào)度隊(duì)列206存儲(chǔ)新的端點(diǎn)之后，主機(jī)控 制器102將調(diào)度隊(duì)列206排序并且針對(duì)數(shù)據(jù)傳送（例如，周期數(shù)據(jù)傳送）從調(diào)度隊(duì)列104 切換到調(diào)度隊(duì)列206。
[0024] 具體地，當(dāng)接收新的端點(diǎn)Epn+1時(shí)，主機(jī)控制器102向還包括多個(gè)端點(diǎn)（例如， EP1、EP2…ΕΡη)的調(diào)度隊(duì)列206而不是當(dāng)前調(diào)度隊(duì)列104存儲(chǔ)該新的端點(diǎn)Epn+1，使得系 統(tǒng)100的當(dāng)前操作不被干擾。主機(jī)控制器102對(duì)調(diào)度隊(duì)列206中存儲(chǔ)的端點(diǎn)（例如，EP1、 EP2…Epn、Epn+1)排序，并且從調(diào)度隊(duì)列104切換到調(diào)度隊(duì)列206,使得調(diào)度隊(duì)列206成為 活動(dòng)隊(duì)列而調(diào)度隊(duì)列104作為后備隊(duì)列。隨后，如果接收另一新的端點(diǎn)，則其將被存儲(chǔ)至調(diào) 度隊(duì)列104。
[0025] 在某些實(shí)施方式中，如圖3所示，調(diào)度隊(duì)列104和調(diào)度隊(duì)列206包括在可訪問主機(jī) 控制器102的相同存儲(chǔ)器設(shè)備中。例如，調(diào)度序列104從上而下處理，而調(diào)度隊(duì)列206從下 而上處理。在某些實(shí)施方式中，調(diào)度序列104和調(diào)度隊(duì)列206包括在可訪問主機(jī)控制器102 的不同存儲(chǔ)器設(shè)備中。在某些實(shí)施方式中，傳輸數(shù)據(jù)單元的不超過80%針對(duì)周期數(shù)據(jù)傳送 分配，而剩余傳輸數(shù)據(jù)單元針對(duì)非周期數(shù)據(jù)傳送（例如，控制數(shù)據(jù)傳送、批量數(shù)據(jù)傳送等） 分配。在某些實(shí)施方式中，傳輸數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)分組被分配給多達(dá)三個(gè)針對(duì)周期數(shù)據(jù)傳送 的端點(diǎn)。
[0026] 作為示例，針對(duì)系統(tǒng)100的可用帶寬是