USB数据流的模式与管线的概念

在USB规范标准中也定义了两种外围设各：①单机设备，如鼠标等；②复合性设备，如数码照相机和音频处理器共享一个USB通信端口等。每个接口设各都具有“端点（endpoint）”地址，它是由令牌封包内的4位字段（ENDP）所构成的。而主机与端点的通信，是经过“虚拟管线（virtual plpe）”所完成的。而一旦虚拟管线建立好之后，每个端点就会传回“描述（descriptor）”此设备的相关信息（即描述符）给主机。这种“描述”信息内含了：群组特性、传输类别、最大封包大小与带宽等关于此外围设备的重要信息。目前USB的数据传输类别有4种类型：控制、中断（interrupt）、批量（bulk）与等时（1－sochronous）。稍后的章节中，将会对传输类型与描述符做更深人的说明。

USB对于与设各之间的通信提供了特殊的协议。虽然USB系统的总线是呈阶梯式星形的结构，但实际USB主机与设备的连接方式却是如图1所示的一对一形式，用户称之为USB设各的逻辑连接；而数据流的模式则是以这些逻辑连接为基本的架构。

　　图1 USB设备的逻辑连接 　　

对于USB的通信，用户可以将其视为一种虚拟管线的概念，如图2所示。在整个USB的通信中包含了一个大的虚拟管线（12 Mbps）以及高达127个小的虚拟管线，而每一个小的虚拟管线可比拟为USB的设各。这是由于在USB令牌封包中都含有7个用来寻址的位（位于令牌封包的地址数据域ADDR），因此最多可寻址到128个设各。但是由于地址0是预设地址，且用来指定给所有刚连上的设各，这也就是为什么USB总线上最多能连接到127个设备的原因。

　　图2 虚拟管线的概念 　　

每一个连接到设备的小虚拟管线又可再细分为许多的微虚拟管线。这些微虚拟管线可比拟为端点（endpoint）。由于在令牌封包中，包含了4个位的端点地址（位于端点数据域，ENDP）以及一个位于端点描述符中的输人／输出方向（IN／OUT）位，所以在一个单独的小虚拟管线内最多可再分割成16组微虚拟管线（端点），也就是可对16个输人／输出的端点（共32个端点）寻址，并可将USB的令牌封包中定义为IN（设备至主机）或OUT（主机至设备）两类型令牌封包。如果设备收到了一个IN令牌封包，它将会传送数据给主机；反之如果收到了一个OUT令牌封包，则它将会从主机接收到数据。当然，如图2所示的架构是一种“虚拟”的，用户需要有一点想像的空间 　　这种端点（或微虚拟管线）的概念非常重要，对于全速或高速的设备而言，更是这样。