USB速度的基本概念

  由于在不同版本的USB规范中提供了低速、全速与高速共3种传输速率.在此,用户就必须知道哪些架构下,来应用或分享其传输的带宽.在设计USB外围设备时,更需注意到这些传输的特性.

  通常一个USB单片机可能支持低速、全速或全速与高速,所有的集线器支持低速与全速设备.但如果这个集线器嵌人了一个多元式(compound)设各,就仅能支持低速的功能而已(如具各集线器的USB键盘).这样,这个集线器将会以全速的方式与PC通信,但却以低速的方式与其嵌人的设备来通信.对于低速或全速的外围设各来说,能够连接至任何的USB集线器.

  对于高速的外围设备则有点像是双速度设各,因此也可以连接至任何集线器上.但是USB 1．x规范的主机或集线器几乎都不支持高速的规范,这是由于USB 1．x规范在制定时,高速的设各还未设计出,也就是并不兼容.为了使得高速设各并不与USB1．x规范的主机与集线器混淆,所以所有的高速设各必须要能够在全速下负责对标准设备列举的要求来加以响应.这样,即可使得任何主机能够去辨识出任何设备.

  对于高速设备而言,除了负责标准的要求外,并无须具备在全速下的功能.但是因为USB 1．x规范的主机与集线器目前还不会被淘汰掉;再者,支持全速的功能并不难去制作,因此大多数高速设备也能与全速设备兼容.有了这些低速、全速与高速的概念后,紧接着,将针对USB的速度来做进一步的探讨.

  对于主机与外围设各之间的实际数据,其传输率小于总线的速度.这也是由于这两边所传输的位中,除了一般真正的数据传输外,大都是用在辨识、同步以及错误检查上.再者,数据的传输率有时还需根据传输的类型以及此刻总线上的忙碌情况而定.而对于时间敏锐的数据来说,USB支持了具各保证传输率与保证最大的时间上限的传输类型——等时传输.等时传输可保证带宽,主机可以根据所设置的时间间隔,来要求特定的字节数目传输至外围设各或从外围设备来读取数据.在全速的传输下,能够在一个1 ms帧中移动高达1 023字节的数据.但对高速的设各而言,可以在125μS的微帧中,移动高达2 072字节的数据.相对的,等时传输并不具备错误检查的功能.此外,中断传输具有错误检查以及最大保证带宽的功能,但也意味着,并不具各保证精准的传输率.也即是相互之间传输的时间间隔将不会比设置的时间量还要快.

  在低速的中断传输中,所能要求的最大时间间隔是从10~255 ms,在全速时则为

  1~255 ms.另外,在高速时,则时间间隔范围为125 μS~4 096 s.

  此外,因为整个总线被许多设各分享掉,因此也就无法对外围设各给予最大的迟滞上限或保证特定的传输率.如果,此时总线太忙以致无法允许所要求的传输率或最大的迟滞上限,主机就会拒绝去实现或完成配置用来让主机的软件企图去传输的过程.

  在全速下,另一个用来做快速传输的传输类型是批量传输.理论上,在全速时,可以高达1．216 MB/s,而在高速时,可以高达53．248 MB/s.然而相对的,主机的驱动程序也会限制单一的批量传输变成较慢的传输率.综合来说,具有最佳的保证带宽的传输类型是高速的中断和等时传输(24．576 MB/s).

  但是,一般在设计USB外围设各时,有时不需那么快的传输率,或说相对的,这种技术的层次也相当的困难.因此,可以退而求其次,使用较低的传输类型或传输率.虽然,低速的总线速度是1．5 Mbps,仅能在10 ms中传输8字节,或换算成每秒800个字节(等于6 400 bps).但是这种低速的传输率无论在电路制作还是在程序的编写上都特别的容易,也具有若干优点.