[發明專利]通用串行總線主機控制器及其控制方法

有效

• 申請號: 200810099544.2
• 申請日: 2008-05-13
• 公開（公告）號: CN101266584A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 張欣;李文彬;李德建
• 申請（專利權）人: 威盛電子股份有限公司
• 主分類號: G06F13/28
• 分類號: G06F13/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 錢大勇

技術領域

本發明一般涉及通用串行總線(Universal?Serial?Bus，USB)主機控制器，更具體地，涉及一種符合USB2.0規范的精簡存儲器的USB主機控制器及其控制方法，其能夠以精簡化的存儲器支持USB主機控制器與通用串行總線設備之間的周期傳輸(Periodic?Transfer)與異步傳輸(Asynchronous?Transfer)。

背景技術

USB是一種由Intel和Microsoft開發的外設總線的數據通信標準。最大的特點是支持熱插拔(Hot?plug)和即插即用(Plug&Play)的功能。當設備插入時，主機枚舉(enumerate)此設備并加載所需的驅動程序，因此使用遠比PCI和ISA總線方便。通用串行總線可以連接的外部設備有鼠標、鍵盤、gamepad、游戲桿、掃描儀、數碼相機、打印機、硬盤和網絡部件等，其應用非常廣泛。

USB目前常見的有兩個規范，即USB?1.1和USB?2.0。USB1.1規范，其高速方式的傳輸速率為12兆位/秒(Mbps)，低速方式的傳輸速率為1.5Mbps。USB2.0規范是由USB?1.1規范演變而來的，傳輸速率可達到480Mbps，即60MB/s，足以滿足大多數外部設備的速率要求。USB?2.0中的“增強主機控制器接口”(Enhanced?Host?Controller?Interface，EHCI)定義了一個與USB1.1相兼容的架構，可以用USB?2.0的驅動程序驅動USB1.1設備。也就是說，所有支持USB1.1的設備都可以直接在USB2.0的接口上使用，而不必擔心兼容性問題，而且像USB線、插頭等等附件也都可以直接使用。

USB系統的設計為非對稱式的，它由一個USB主機(host)控制器和若干通過集線器(Hub)設備以樹形連接USB設備所組成。USB主機控制器負責實現主機與USB設備之間的物理數據傳輸，是構成USB主機不可或缺的核心部件。USB主機控制器與USB設備之間傳輸數據的管道(Pipe)可分為四種類型：控制傳輸(Control?Transfer)，等時傳輸(Isochronous?Transfer)，中斷傳輸(Interrupt?Transfer)和批量傳輸(Bulk?Transfer)。其中，控制傳輸一般用于短的、簡單的對設備的命令和狀態反饋，例如用于總線控制的0號管道，0號管道是USB設備必備的管道，用于控制總線上的設備，其編號為0；等時傳輸是按照保障連續的速度(可能但不必然是較快地)傳輸，可能有數據丟失的問題，例如實時的音頻、視頻；中斷傳輸用于必須保證盡快反應的設備(僅容許有限延遲)，例如鼠標、鍵盤；而批量傳輸是使用余下的帶寬大量地(但是沒有對于延遲、連續性、帶寬和速度的保證)傳輸數據，例如普通的文件傳輸。根據這四種傳輸類型的特點，一般將等時傳輸與中斷傳輸統稱為周期傳輸(Periodic?Transfer)，將控制傳輸與批量傳輸統稱為異步傳輸(Asynchronous?Transfer)。

USB主機控制器作為USB主機的核心部件，其下最多可以有5級Hub，包括各級的Hub在內，最多可以連接127個USB設備，而USB主機可以同時有多個USB主機控制器。由于現今USB的應用日益廣泛，如何設計低成本，小面積，高效能的USB主機控制器芯片，已成為USB系統設計中的一大焦點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種符合USB2.0規范的精簡存儲器的USB主機控制器及其控制方法，其能夠以精簡化的存儲器支持該USB主機控制器與USB設備之間的周期傳輸與異步傳輸。

根據本發明的一個方面，提供一種USB主機控制器，包括第一控制器，用來控制主機與通用串行總線設備間的第一傳輸；第二控制器，用來控制該主機與該通用串行總線設備間的第二傳輸；以及第一存儲器，分別耦接于該第一控制器與該第二控制器，用來緩存該主機控制器與該通用串行總線設備間傳輸的數據；其中，于該第一傳輸階段，該第一控制器存取該第一存儲器，于該第二傳輸階段，該第二控制器存取該第一存儲器。

根據本發明的一個方面，提供一種應用于USB主機控制器的控制方法，包括步驟：于第一傳輸階段，通過第一控制器存取第一存儲器以執行該主機控制器與通用串行總線設備間的第一傳輸；于第二傳輸階段，通過第二控制器存取該第一存儲器以執行該主機控制器與該通用串行總線設備間的第二傳輸；其中，該第一控制器與該第二控制器都是通過第一直接存儲器存取引擎存取該第一存儲器。