[OHCI]架构

简述

OHCI是嵌入式使用较多的一种USB的Host Control架构。其硬件实现了许多符合USB规范的功能，因此软件上，特别是嵌入式领域，通过对其register进行一些初始化，以及相对较少的操作，就能实现USB通信。

OHCI所处位置

数据传输类别

这里和usb协议的是一样的：



Interrupt和Isochronous传输都是周期性的，而Control和Bulk都是非周期性的。这里的周期性的，觉得是数据在bus上，固定时间内进行数据传输。

Control和Bulk好理解，就是传输一些信息，只是Bulk一次传输的数据块要大。

Interrupt方式，其实也是Host在周期性的侦听来自某Device的数据传送请求。而Isochronous应当是类似于基于连接的传输，不停的传送数据。

数据结构

接口的通信的基本构建块，是ED(Endpoint Descriptor)和TD(Transfer Descriptor)。

- Endpoint Descriptor：包含了Host Controller要与之通信的Endpoint的必要信息；

- Transfer Descriptor：包含了要传输的data packet的必要信息。

可以用一个list结构来表示其ED, TD：

Head Ptr的管理

看来对于4种Transfer Type，也分为四种Endpoint，对不同类型的Endpoint，是在不同的List中进行管理的。

Bulk和Control的ED List的Head Ptr由HC寄存器来维护。

Interrupt的ED List的Head Ptr在HCCA中来维护。

Isochronous的ED List是没有单独的Head Ptr的，下一个Isochronous的ED直接链接在上一个Interrupt ED的后面。

Interrupt ED的Head Ptr看来特殊点，下面说明下：

Interrupt ED List的Head Ptr

有32个interrupt Head Ptr，使用哪个interrupt Head Ptr是由Frame Counter的最后5 bits的值来决定HCCA中的interrupt数组的某个interrupt Head Ptr的。有32个interrupt ED的框架如下：



树形结构组织interrupt ED，而Head Ptr则作为叶子节点，越靠近上部polling interval越小。

如下是一个interrupt ED调度的例子：



这个图根据不同的polling interval将ED分在不同层。不过依据前面的Typical List Structure的图，Head Ptr在叶子节点，而Head Ptr又是List的Head，spec只说将会把下一个存在的ED添加到List，但是如何添加呢，就这个例子来看，应当是0–31的Head Ptr每个都维护一个List才对，而其后的ED排列顺序应当都不一样，具体如何做？另外维护这么多是否会浪费，好处是什么？

Host Controller Driver（HCD）

主要用来管理Host Controller的操作。直接操作Host Controller的寄存器，在HCCA中建立interrupt ED list。

带宽分配

对于periodic endpoint，HCD会分配可用的带宽，若没有足够的带宽了，那就会拒绝新的periodic endpoint的接入。

另外在每个Frame都预留带宽给Buld和Control传输。其机制如下图：

List管理

HCD将ED添加到对应的List，或从中移除。HCD也负责TD添加到对应的ED queue，不过移除一般由Host Controller来做，除非有错误发生时，才由HCD来移除。

Host Controller(HC)

USB状态

UsbOperational;

UsbReset;

UsbSuspend;

UsbResume.

Frame管理

HC会跟踪目前的Frame Counter和Frame period，如前面的带宽分配所示，那些时机都是由HC来决定的。

List处理

前面的HCD已经创建好ED List， TD queue。

对于Interrupt和Isochonous传输，HC根据当前的Frame选择一个Head Ptr开始，然后会遍历所有ED，直到每个ED的从第一个TD开始的发送都被试过了一遍（有点拗口，后续再确认具体做法）。

对于Bulk和Control传输，HC从其单独的Head Ptr开始，接着上次的地方继续，如果到达list末尾，再回到Head去找。

当一个TD传输完成，不管成功或失败，这个TD都会被移到一个叫Done Queue的队列中。