用於處理拆分事務的總線控制器的製作方法
2023-10-28 00:19:17 1
專利名稱：用於處理拆分事務的總線控制器的製作方法
技術領域：
本發明涉及總線控制器，並且尤其涉及可以包括在電子設備中用來控制使用外部總線往返於其它電子設備傳送數據的設備。
背景技術：
電子設備具有用於允許使用通用串行總線(USB)來傳輸數據的接口變得越來越普遍。
當使用USB系統互連電子設備項時，一個設備項被指定為USB主機，而其它項被指定為USB設備。USB主機負責發起並調度經由USB的通信。例如，USB主機可以是個人計算機(PC)，並且可以連接到各種USB設備，諸如印表機、數位照相機和個人數字助理(PDA)。
然而，還可以在不要求經由PC連接的情況下使用USB連接來把例如照相機直接連接到印表機。為了能夠作為USB主機起作用，設備項(在此例子中可以是照相機)必須具有所要求的功能，並且本發明尤其涉及一種採用集成電路形式的設備，以用於向此設備項提供此功能，其中所述設備可以包括在該設備項中。然而應當理解，設備項具有其它功能，並且其USB互連性只是其功能的一小部分。此外，希望能夠把該設備包括到設備項中，以便向它們提供作為USB主機的能力，而不要求那些設備項具有特別強大的處理器。
因此希望所述設備能夠在儘可能最小依賴其所在設備項的中央處理器(CPU)的情況下操作。例如，所述設備優選在設備項的總線系統中作為從設備操作，允許CPU保持作為總線主設備。此外，希望所述設備對CPU的處理負擔儘可能最小並且尤其使對所述CPU中斷請求的數量最小化。此外，所述設備不應當依賴於使用任何特定作業系統的CPU，從而所述設備可以併入到儘可能最寬範圍的設備項中。
發明內容
依照本發明，提供了一種主機控制器，其中自動地處理開始和完成拆分事務，而不要求由CPU的任何介入。特別是，使用單個傳送描述符來處理有效負載的傳送，並且可以傳送數據直到整個有效負載已經被傳送。
在附圖中圖1是包括了依照本發明的主機控制器的電子設備項的示意性框圖。
圖2是依照本發明的主機控制器的示意性框圖。
圖3是用於示出在圖2的主機控制器中軟體結構的插圖。
圖4和5a-b圖示了依照本發明的第一傳送描述符。
圖6和7a-d圖示了依照本發明的第二傳送描述符。
圖8圖示了依照本發明的第三傳送描述符。
具體實施例方式
圖1是作為USB主機操作的電子設備項10的相關部分的示意性框圖。本發明尤其適用於諸如照相機、機頂盒、行動電話或PDA之類的設備，其中微處理器和系統存儲器的功能限制更加相關，而不是處於個人計算機(PC)中。然而，本發明適用於可以作為USB主機操作的任何設備。
顯然設備10具有許多部件(在圖1中未示出)，這是因為它們與理解本發明無關。
設備10具有主機微處理器(CPU)20，其包括處理器核心。CPU 20藉助於外圍總線32連接到系統存儲器30。
主機控制器40還藉助於外圍總線或存儲器總線32連接到主機微處理器20和系統存儲器30。主機控制器40具有用於USB總線42的接口，藉此其可以連接到多個USB設備。在此圖示的實施例中，主機控制器40是USB 2.0主機控制器，並且這裡所未描述的主機控制器的部件可以如在USB 2.0規範中所指定。
如常規情況中那樣，主機控制器40適合於獲取由處理器20依照適當格式所準備的數據，並且經由總線接口發送所述數據。在USB通信中，存在兩種類別的數據傳送，即異步傳送和周期性傳送。使用異步傳送來發送控制和大塊(bulk)數據，並且使用周期性傳送來發送同步和中斷數據。隊列事務描述符(qTD)數據結構用於異步傳送，而同步事務描述符(iTD)數據結構用於周期性傳送。
處理器20依照適當結構準備數據，並且把它存儲在系統存儲器30中，機控制器40然後必須從所述系統存儲器30中獲取數據。
圖2更詳細地示出了嵌入式USB主機控制器40的結構。
如上所述，主機控制器40具有用於存儲器總線32的連接，所述存儲器總線32連接到接口44，包含存儲器管理部件、從設備DMA控制器、中斷控制部件和硬體配置寄存器。接口44還具有用於控制和中斷信號的連接46，以及支持RAM結構的寄存器48和主機控制器40的操作寄存器。
接口44被連接到主機控制器的晶片級RAM 50，其在此優選實施例中是雙埠RAM，允許數據同時被寫入到存儲器及從中讀取，但是等效地可以是具有適當仲裁器的單埠RAM。存儲器50被連接到主機控制器邏輯部件52，其還包含用於USB總線42的接口。可以在內部總線54上把控制信號從寄存器48發送到邏輯部件52。
圖3是用於部分示出在主機控制器40上操作的軟體的示意圖，以便圖示依照本發明設備的操作方法。
主機控制器40運行USB驅動器軟體80和USB增強主機控制器接口軟體82，所述軟體通常是常規的。
主機控制器40還運行USB EHCI接口軟體84，所述USB EHCI接口軟體84為將向其發送數據的每個端點準備基於傳送的傳送描述符列表。
編寫EHCI接口軟體84使得它使用由EHCI主機棧82對於現有的周期性和異步首部所產生的參數，並且可以用於所有不同形式的USB傳送，特別是高速USB傳送，諸如高速同步、大塊、中斷和控制以及開始/停止拆分事務。
在主機控制器40不要求主控總線32的情況下，主機微處理器20經由外圍總線32把基於傳送的傳送描述符寫入到主機控制器40的RAM 50中。換句話說，主機控制器40隻擔當從設備。然後可以把基於傳送的傳送描述符存儲映像到主機控制器40的RAM 50中。
有益地是，主機控制器40的內置存儲器50被映射到主機微處理器20中，使得可以更易於從主機微處理器20中調度事務。
使用雙埠RAM 50意味著當一個基於傳送的傳送描述符正由主機控制器40執行時，主機微處理器20可以把數據寫入到另一塊空間中。
如上所述，主機控制器40是USB 2.0主機控制器，能夠經由如USB2.0規範中所定義的高速總線來傳送數據。然而，主機控制器40還能夠如USB規範所定義向全速和低速設備傳送數據。特別地是，經由集線器使用開始和完成拆分事務來發送數據。然後可以把集線器連接到不能連接高速總線的設備項。
依照本發明，藉助於單個傳送描述符來處理開始和完成拆分事務。更具體地說，對於整個有效負載的傳送來說，單個傳送描述符可以處理開始拆分(SS)和完成拆分(CS)事務。軟體只需利用其集線器地址、埠號、設備和端點號來表明SS/CS傳送描述符是用於全速(FS)還是低速(LS)端點的大塊/控制/ISO/中斷傳送。
在大塊事務的情況下，硬體遞送開始拆分事務，等待來自集線器的確認(ACK)，繼而使用此ACK來把初始的開始拆分事務復位為完成拆分事務。隨後由硬體來激活用於活動傳送描述符的開始拆分和完成拆分事務，直到已經發送或接收由傳送描述符所指定的所有數據。從而，例如在有效負載大小是256，最大分組大小是64的情況中，硬體會產生四組SS/CS事務，以便完成傳送在傳送描述符中所指定的整個有效負載，而沒有CPU的介入。
如常規情況中那樣，開始和完成拆分傳送可以在對於一個微幀來說已經完成同步和中斷傳送描述符之後的任何時間開始。在USB 2.0規範中給出了SS/CS事務的更多細節，例如在章節11.17。
圖4示出了藉助於開始和完成拆分事務來高速傳送大塊數據的傳送描述符的結構，並且圖5(被分成圖5a和5b)給出了在圖4中所示出的傳送描述符的詳細定義。
從而，與開始拆分和完成拆分大塊傳送相關的每個傳送描述符可以在沒有CPU介入的情況下向FS/LS設備傳送多達4K的數據。在三個連續NAK的情況下，硬體停止事務，並且向CPU產生中斷請求。由硬體依照USB 2.0規範11.17處理錯誤和NAK的一般情況。
圖6示出了藉助於開始和完成拆分事務來高速傳送同步數據的傳送描述符的結構，並且圖7(被分成圖7a、7b、7c和7d)給出了在圖6中所示出的傳送描述符的詳細定義。
從而，用於同步端點的單個開始拆分和完成拆分傳送描述符可以向設備處理多達1k的數據。
圖8示出了用於藉助於開始和完成拆分事務來高速傳送中斷數據的傳送描述符的結構。在圖8中所示出的傳送描述符的詳細定義除所使用的參數MaxPacketSize之外與圖7中所示出的相同。MaxPacket大小是FS/LS設備的MPS。並且要發送並接收的字節總數可以大於MPS。在這種情況下，參數Uframe是以ms的輪詢速率。用於表明要發送的總字節數目的參數值不局限於如圖7中的1023。還應當注意，此參數也不局限於用於大塊傳送的開始拆分的1023。
傳送描述符還允許設置活動比特，用於表明其中將處理事務的具體微幀。從而，US SS＝0000 0001，US CS＝0000 0100會使開始拆分事務在微幀0執行，並且使完成拆分事務在微幀2執行。
因此描述了一種允許在不要求CPU介入的情況下執行拆分事務的設備。
權利要求
1.一種主機控制器，用於在事務中傳送數據，每個事務由傳送描述符來描述，其中所述事務包括拆分事務，其中用於拆分事務的傳送描述符包括可以被設置為表明所述拆分事務是開始拆分還是完成拆分事務的比特，並且其中一旦包括拆分事務的事務已經由第一拆分事務開始，那麼就自動地產生隨後的拆分事務直到所述事務完成。
2.如權利要求1所述的主機控制器，其中在大塊拆分事務的情況下，依照由傳送描述符所描述的第一拆分事務來傳送第一數據，並且當所述第一數據被確認時修改所述傳送描述符以便定義第二拆分事務。
3.如權利要求1或2所述的主機控制器，還包括第一接口，用於連接到存儲器總線，所述存儲器總線互連主機微處理器和系統存儲器；內部存儲器；和第二接口，用於連接到外部總線。
4.一種操作主機控制器的方法，用於在事務中傳送數據，每個事務由傳送描述符來描述，其中所述事務包括拆分事務，其中所述方法包括使用傳送描述符來描述拆分事務，把所述傳送描述符中的比特設置為表明所述拆分事務是開始拆分還是完成拆分事務，並且一旦包括拆分事務的事務已經由第一拆分事務開始，那麼自動地產生隨後的拆分事務直到所述事務完成。
5.如權利要求4所述的方法，其中在大塊拆分事務的情況下，依照由傳送描述符所描述的第一拆分事務來傳送第一數據，並且當所述第一數據被確認時修改所述傳送描述符以便定義第二拆分事務。
全文摘要
一種主機控制器適於在事務中傳送數據，每個事務由傳送描述符來描述，並且所述事務包括拆分事務。用於拆分事務的傳送描述符包括可以被設置為表明所述拆分事務是開始拆分還是完成拆分事務的比特，並且一旦包括拆分事務的事務已經由第一拆分事務開始，那麼就自動地產生隨後的拆分事務直到所述事務完成。
文檔編號H04L12/00GK1969270SQ200580019441
公開日2007年5月23日 申請日期2005年6月9日 優先權日2004年6月15日
發明者Y·K·常, W·F·莫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司