USB2.0协议中的速度限制

kentrupe

在网上只找到了一个仁兄和我要问的一样，就直接把他的问题复制过来了。usb2.0协议内有几个图例说明带宽限制，附图是其中之一，这里有两个问题搞不清楚，一个是每次传输的帧带宽（Frame Bandwidth per Transfer），这个百分数是怎样得来的，另外一个是Bytes Remaining指的是什么，又是怎样计算得来的，它们之间有怎样的联系，希望有大牛能帮忙解惑

kk2009

简单解释一下这个表，抛砖引玉吧：
说的是control channel（Endpoint 0）最大的带宽限制。
前提假设：每次transaction是包括setup，data 和 status3个stage，其中data stage里的status是空包（0长度）。假设packet传输过程没有任何bitstuff。下面这个图基本上就表示了endpoint 0 一次transaction的牵涉到的packet（endpoint 0 read的情况，write的情况基本一样）



下面这个图是token的比特数，基本上一个token就是8bit sync+8bit PID+16bit（addr，endpoint和crc）总共32bit


下面这个图是一个handshake packet的格式，8bit sync + 8bit PID 总共16bit

下面这个图是data packet的格式， 8bit sync+8bit PID + payload length+16bit crc，共32bit+payload



根据第一个图我们可以算出完成一次control endpoint transaction的overhead：
sync，每一个packet发都有一个8bit的sync，总共需要9次传输，所以是9个byte的sync
PID：因为需要传输9次，所以是9个byte 的PID
ADDr+Endpoint+CRC5： 有3个token的packet需要发，所以3*16bit=6byte
CRC16：3个data packet需要发，所以3*16bit=6bytes
setup stage里data packet是8byte的payload，需要8bytes

7Byte的interpacket delay包括（这个我不是很确定）：
EOP：每个packet的EOP是3bit，总共9个packet， 27bit
还有one bus turnaround, 1 delay between packets, and 2 hub setup times)


所以overhead总共就是45bytes。

所以第三行的payload是1（指的是data stage里DAT0里带的payload）
一个full speed micro frame的时间是1ms，总共的bandwidth就是12kbit/ms，还要减去一个SOF占用的bandwith（8bit sync + 8bit PID+ 16bit（frame no+crc5）=32）
overhead 是45byte，payload是1byte，总共是46byte = 368bit，占用bandwidth 368/（12K-32）=3%。
所以一个micro frame，可以发起32个这样的transaction。将占用3*32=96%的bandwidth。最后剩余的byte数： （12k-32-368*32）/8=23byte。


因为按照协议，FS的data stage里的DTA token的payload 长度最大就是64byte，所以算了一个从1byte到64byte的。

kentrupe

kk2009 发表于 2020-5-26 07:10
简单解释一下这个表，抛砖引玉吧：
说的是control channel（Endpoint 0）最大的带宽限制。
前提假设：每次t ...

谢谢大佬解答！

waley

good
3q~

dqwuf2008

为什么是9次传输？9个SYNC和9个PID？

dqwuf2008

kk2009 发表于 2020-5-26 07:10
简单解释一下这个表，抛砖引玉吧：
说的是control channel（Endpoint 0）最大的带宽限制。
前提假设：每次t ...

大神，为啥是9个SYNC和9个PID啊？

kk2009

dqwuf2008 发表于 2023-8-22 17:53
大神，为啥是9个SYNC和9个PID啊？

上面的图，你去数标识了不同颜色的块就知道了，总共9块。

control enpoint 0一次transaction分3个phase：setup，data和status，每个phase里，又分3次交互。所以一共9次交互。

setup stage:
1,host(SETUP)->device
2,host(DATA0)->device
3,device(ACK)->host
data stage:
4,host(IN)->device
5,device(DATA0)->host
6,host(ACK)->device
status stage:
7,host(OUT)->device
8,host(DATA1)->device
9,device(ACK)->host

dqwuf2008

kk2009 发表于 2023-8-23 09:00
上面的图，你去数标识了不同颜色的块就知道了，总共9块。

control enpoint 0一次transaction分3个phase ...

学习到了，谢谢

lyd964201

谢谢