2.3 USB主机
USB主机在USB系统中处于中心地位，并且对USB及其连接的设备有着特殊的责任。主机控制着所有对USB的访问，一个外设只有主机允许才有访问总线的权利。主机同时也检测着USB的结构。
USB主机包括三层：设备驱动程序，USB系统软件，USB主控制器（主机的总线接口）。另外，还有两个软件接口：USB驱动（USBD）接口，主机控制驱动（HCD）接口。
图2.4 主机的层次结构2.4 USB数据流
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图2.5 USB数据流过程
从逻辑上讲，USB数据的传输是通过管道进行的。USB系统软件通过缺省管道（与端点0相对应）管道设备，设备驱动程序通过其它的管道来管理设备的功能接口。实际的数据传输过程是这样的：设备驱动程序通过对USBD接口（USB driver interface）的调用发出输入输出请求（IRP, I/O Request Packet）；USB驱动程序接到请求后，调用HCD接口（host controller driver interface），将IRP转化为USB的传输（transfer），一个IRP可以包含一个或多个USB传输；然后HCD将USB传输分解为总线操作（transaction），由主控制器以包（packet）的形式发出。需要注意的是：所有的数据传输都是由主机开始的，任何外设都无权开始一个传输。
IRP是由操作系统定义的，而USB传输与总线操作是USB规范定义的。为了进一步说明USB传输，这里引出帧（frame）的概念。
帧：USB总线将1ms定义为一帧，每帧以一个SOF包为开始，在这1ms里USB进行一系列的总线操作。引入帧的概念主要是为了支持与时间有关的总线操作。
为了满足不同外设和用户的要求，USB提供了四中传输方式：控制传输；同步传输；中断传输；批传输。它们在数据格式、传输方向、数据包容量限制、总线访问限制等方面有着各自不同的特征：
控制传输（Control Transfer）本文来自优.文~论^文·网原文请找腾讯32'49114
1. 通常用于配置、命令、状态等情形；
2. 其中的设置操作（setup）和状态操作（status）的数据包具有USB定义的结构，因此控制传输只能通过消息管道进行；
3. 支持双向传输；
4. 对与高速设备，允许数据包最大容量为8，16，32或64字节，对于低速设备只有8字节一种选择；
5. 端点不能指定总线访问的频率和占用总线的时间，USB系统软件会做出限制；
6. 具有数据传输保证，在必要时可以重试。
同步传输（Isochronous Transfer）
1. 是一种周期的、连续的传输方式，通常用于与时间有密切关系的信息的传输；
2. 数据没有USB定义的结构（数据流管道）；
3. 单向传输，如果一个外设需要双向传输，则必须使用另一个端点；
4. 只能用于高速设备，数据包的最大容量可以从0到1023个字节；
5. 具有带宽保证，并且保持数据传输的速率恒定（每个同步管道每帧传输一个数据包）；
6. 没有数据重发机制，要求具有一定的容错性；
7. 与中断方式一起，占用总线的时间不得超过一帧的90％。
中断传输（Interrupt Transfer）
1. 用于非周期的、自然发生的、数据量很小的信息的传输，如键盘、鼠标等。
2. 数据没有USB定义的结构（数据流管道）；
3. 只有输入这一种传输方式（即外设到主机）；
4. 对于高速设备，允许数据包最大容量为小于或等于64字节，对于低速设备只能小于或等于8字节；
5. 具有最大服务周期保证，即在规定时间内保证有一次数据传输；
6. 与同步方式一起，占用总线的时间不得超过一帧的90％；
7. 具有数据传输保证，在不要时可以重试。
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