CN102835091B - 多媒体USB数据传输透过数字视频和音频(DiiVA)的交互界面 - Google Patents

多媒体USB数据传输透过数字视频和音频(DiiVA)的交互界面 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种系统，其透过DiiVA网络以传递USB资料，该系统包含一个USB主机控制器，至少一个USB设备，第一DiiVA设备通过上游USB端口连接到USB主机控制器；第二DiiVA设备通过下游USB端口连接到USB设备；和根据USB协议，经由一DiiVA双向混合链接，一个网络配置为在第一DiiVA和第二DiiVA设备间传输数据；透过递送于上游USB端口和下游USB端口之间的混合链接之至少一LineState信息包及至少一USB数据包，网络响应USB主机控制器以递送遵守USB协议之内容。

Description

多媒体USB数据传输透过数字视频和音频(DiiVA)的交互界面
技术领域
本发明属于多媒体USB数据传输的技术领域，尤其指一种多媒体USB数据传输透过数字视频和音频(DiiVA)的交互界面方法及系统。
背景技术
DiiVA(数字视频和音频的互动界面)是个双向视频和音频的接口，允许双向传输无压缩的高清视频，以及多声道音频，通过单一电缆以高带宽的数据传送。DiiVA除了有专门用于传输未压缩的视频像素数据通道和同步的单向视频通道之外，还同时实现了链接双向混合数据通道，可以运载不同类型的数据，包括但不是限于：音频数据、控制数据、以太网数据和批量数据。
USB(通用串行总线)规范广泛被使用，用来建立各种设备和主机控制器，如个人电脑，之间的通信，现已有效地再一些先前实施的接口上，如串行和并行接口上。
因此，实有需要提出在例如DiiVA的网络中可靠传输USB数据的方法和系统。
发明内容
本发明之目的在提供一种多媒体USB数据传输透过数字视频和音频(DiiVA)的交互界面方法及系统，以在DiiVA的网络中可靠传输USB数据。
依据本发明之一特色，本发明提出一种系统，包括：一个USB主机控制器和至少一个USB设备；一个第一设备，其通过一个上游USB端口连接到该USB主机控制器；一个第二设备，其通过一个下游USB端口连接到该USB设备；和一个网络，其配置为根据USB协议在第一和第二次设备间传输数据，并包括一个混合链接；其中该混合链接被配置为通过在上下游USB端口之间传送至少一个线路状态信息包及至少一个USB数据包而递送遵守USB协议的内容，该线路状态信息包包含与一个或多个事件有关的封包的线路状态信息。
依据本发明之另一特色，本发明提出一通过连结第一个和第二个设备的网络以进行USB数据通信的方法，包括：上游的USB端口和下游USB端口之间，通过在网络中的双向混合链接，传送至少一个LineState信息包，上游USB端口连结第一个设备到USB主机控制器，下游USB端口连结第二个设备到一个USB设备；通过的上游USB端口和下游USB端口之间的双向混合链接传送至少一个USB数据包；执行USB枚举和USB暂停/恢复操作，使用LineState信息包；其中LineState信息包封包有关一个或多个事件的信息。
附图说明
附图披露了说明性的实施例。这些实施例并不表示所有可能的实例.其他的实施例也可能体现除此以外或其他的可能使用。当同一数字被使用在不同的的图中时，这数字是被用来指出相同或类似的组件或步骤。
图1是USB连结到DiiVA网络的示意图，根据一目前披露的实施例。
图2是一个框图显示USB数据在DiiVA网络中通信的系统设置，根据目前申请披露的实施例。
图3说明USB的周转期限制，根据目前申请披露的一个体现实施例
图4A说明了一个在混合链接中USB数据包的范例，根据目前申请披露的一个体现实施例。
图4B的列表说明了再图3中混合链接里USB数据包的SSINFO信息域区。
图5以示意图描述了高速USB总线枚举的一个范例，根据目前申请披露的一个体现实施例。
图6说明了在DiiVA USB的控制传输范例，根据目前申请披露的一个体现实施例。。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
目前申请披露，方法和系统被披露在如DiiVA的网络中做USB数据和多媒体数据的传输，也包括一个双向混合链结以及单向链结。DiiVA是一双向视频和音频的接口，允许双向传输无压缩的高清视频，以及多声道音频，通过单一电缆以高带宽的数据传送。尤其是DiiVA应用一个双向混合连结，可携带音频、控制和批量(以太网和USB)数据，和状态信息。DiiVA也包含单向视频连结，专门携带无压缩视频画素数据和同步化。
在某些实施例中，DiiVA缆线包含四对绞线，其中一对是混合链接，其他三对构成单向视频连结。DiiVA允许用户从他们的数字电视或其他DiiVA节点来连接、设定和控制多重消费电子装置(范例包括但不限于DVD播放器、数字录象机、机顶盒、个人计算机、摄录像机、摄相机、和家庭视听系统等等)。
有关USB的完整细节可供参考，如″USB 2.0规范″和″USB 3.0规范，″，可在互联网上取得，且在此被完整参考引用。
在目前申请披露的实施例中的技术，可在其他系统中被用来传输多媒体数据和网络管理(例如其他非DiiVA系统)，包含可在单一缆在线同时做单向和双向数据传输。
讨论说明性的实施例。其他的实施例也可能体现除此以外或其他的可能使用。
图1以示意图说明一个USB连接到DiiVA网络的范例。如图1所示，目前披露的某些实施例中，一个或多个DiiVA混合链结在DiiVA网络110中作为延伸USB连结。利用目前实施例所述的方法和系统，DiiVA的USB可无缝地连接一个USB主机120到至少一个USB装置130到DiiVA网络110。DiiVA网络可总体包含USB装置130，而功能有如USB装置130是唯一藉由USB电缆和一个USB上游接口，即一个面对上游的USB接口，连接到USB主机120，
图2是一示意性的块状图说明了一种系统200设置在DiiVA网路210进行USB数据通信，根据目前披露的一个实施例。该系统200包括USB主机控制器220(例如个人电脑)连接到至少一个USB设备230(其中的例子包括，但不限制于，网络摄像机或记忆棒)通过USB连接。USB连接需要两个DiiVA设备，DiiVA设备A(参考数字205所示)和DiiVA设备B(参考数字206所示)，其中一个连接到USB主机220，另一个连接到USB设备230。
在图2中所示的实施例，USB主机220连接到DiiVA设备A(205)中的USB上游端口22，和USB设备230连接到DiiVA设备B(206)的USB下游端口226。一般情况下，DiiVA设备可以有多个USB上游端口或多个USB下游端口，如图2所示。总括而言，系统200因此包括第一个DiiVA设备205通过上游USB端口225连接到USB主机控制器220。第二个DiiVA 206设备通过下游USB端口226，连接到USB设备230；所以DiiVA网络连接两个DiiVA设备205和206。
DiiVA网络210包含至少一个双向DiiVA混合链接240，并根据USB协议之间在第一次的DiiVA设备205和第二个DiiVA设备206通过链接传输数据。
DiiVA网络210中的组件，包括但不限于混合链接240和第一和第二次的DiiVA设备205、206在内，都包括硬件(如处理器或控制器)设置为执行本披露中所述的功能。
网络210是回应于USB主机控制器220，在上游USB端口225和下游USB端口226之间，以符合USB协议内容传输通过混合链接240至少一个链接线状态信息包和至少一个USB数据包，。
第一的205和第二的206DiiVA设备，每个包含一个USBPHY(物理层)232通过接口236连接到逻辑模块234。逻辑模块234可能是具有双向连接收发器，且设置为执行多协议数据的运行和分享。在一些实施例中，该接口236是UTMI(USB 2.0标准。收发器宏单元接口)或ULPI(UTMI+Low Pin接口)。在其他的实施例，可能使用除了UTMI或ULPI以外的接口。
一般情况下，USB协议依赖于行的状态信息或与D+D-状态和周转时间和电缆长度的限制。而DiiVA网络，没有保证交付的时间，所以需要长时间。
图3说明了这种周转时间在USB情形的约束，根据目前披露的一个实施例。USB协议定义了最长周转时间限制，如果回应仍未在给定的时间完成，它已被视为错误。然而，DiiVA协议本身并不保证混合链路传输的延迟时间。为了克服这一限制，USB在DiiVA中的使用USB流量控制协议里NAK来中断/批量/控制等的传输。
USB协议定义的周转时间和包间延迟的最短和最长时间值。最短的期间内可以藉由缓冲控制通过USB数据的数据包来控制。但因为DiiVA网络有本身的网络延迟，而且并不能保证包间延迟，不能很容易的满足最长期限。此问题对周转时间有两种影响：一种是当USB主机等待时，另一种是当USB设备等待时，如图3所示。
目前申请披露中，DiiVA针对USB的特定协议，可以克服这些限制。范例包括但不限于线状态仿真、流量控制机制和投机性的ACK/NACK。通过使用这些协议，任何USB设备点对点连接到任何USB主机，都可以通过DiiVA网络实现。多个点对点连接也可能藉DCL管理下达成。
USB连线状态信息仅在USB主机和USB设备连接时可以提供。然而，如图2所示，DiiVA网络210和USB主机220以及230的USB设备并不直接连接，因此连线状态信息不是随时可用。
在DiiVA中，所有的连线状态信息和一般USB数据包都是以混合链接数据包的形式传递。在目前披露的一些实施例，连线状态信息在UTMI(或ULPI)界面260于USB主机220和USB设备230，都是藉混合链接USB数据包由DiiVA网络210到另一边的USB主机220和USB设备230的。通过混合链接240传播的封装的连线状态信息包可包含有关一个或多个事件的连线状态信息。
图4A阐释了这种混合链接USB包400，根据目前披露的一个实施例。数据源和目的地的信息，即确切的USB端口，可以由相结合的CH ID和服务ID的信息来指定。
在混合链接USB数据包中，除了数据源和目的地的信息之外，还可包含多种其它USB相关信息。混合链接USB数据包中的SSINFO字段域区带有这些信息。图4B的列表说明信息的连线状态有关的事件，4A图中所示那些信息存在混合链接USB数据包中的SSINFO字段域区。
在图4B列表中显示，前缀的UU_表示从USB上游面向端口到USB下游面向端口中数据包的方向。UD_的前缀前缀表示相反的方向。图4B中的J状态和K状态的定义，比照在在USB2.0规范中full-speed USB的定义。在位16、27、之间地址和端点的字段域区，指示出通用USB包USB地址和USB端点。
藉由使用连线状态信息包，如图4a和图4B中所述，如USB枚举，USB暂停/恢复，等动作，可以通过DiiVA网络执行流控制。在图2中所示的系统200中，传输的USB端口将连线所有状态信息打包，并传输到接收的USB端口交换信息。接收的USB端口设置UTMI或ULPI接口来模拟传输来的USB端口的连线状态行为。
一些实施例，在上游USB端口225是传输的USB端口，下游的USB端口226是接收的USB端口。在其他的实施例中，上游USB端口225是接收的USB端口，下游的USB端口226传输的USB端口。
在USB中枚举是一个确定何种设备已连接到总线的过程，以及决定需要哪些参数(如电力消耗，终结点的数目等)。因此，在USB设备首先连接到USB主机时，将启动USB设备枚举过程。USB主机将设备分配一个唯一的地址，并设置配置，从而可以将数据传输到总线上的设备。
图5的示意图阐释了方法500在DiiVA网络中执行高速USB枚举的例子，根据目前披露的一个实施例。
在这实施例中，高速USB设备连接到US下游端口515，如步骤510所示，此步骤即是USB设备连接。一个UD FS DEVICE READY的数据包518发送到USB上游端口516。USB主机连接，如中所示的步骤520，此步骤即USB主机接入。USB上游端口516检测到VBus的声明。USB上游端口516发送UU VBUS DETECT 524到USB下游端口515，然后USB下游端口515解除VBus，如图所示的解除步骤525。
USB上游端口516发送UU VBUS ENABLE 532到USB下游端口515，然后USB下游端口515确定汇流排，步骤522。USB下游端口515检测到J状态，步骤534，并向516的USB上游端口发送UD J状态536。USB上游端口516从USB主机，步骤540，检测到USB复位，并发送UU USB复位542。
然后USB下游端口515检测出K芯片，步骤546，然后发送UD K状态544。USB下游端口515检测SE0状态，并发送UD SEO状态548。
在步骤550中，检测到切换K-J Chirps，并将UU K状态552和UU J状态554发送到USB下游端口515。最后在步骤560，从USB主机检测到SOF，这时高速枚举就已完成。
在目前披露的其他实施例，USB全速枚举和/或USB低速枚举可能被执行。这些实施例形式，在执行全速枚举可能包括：
将全速USB设备连接到下游USB端口，并将一个FS Device Ready的事件数据包发送到上游USB端口；
附加USB主机控制器，当汇流排确定时，上游USB端口发送汇流排检测的事件数据包到下游的USB端口，和由下游USB端口解除汇流排的肯定。
上游的USB端口将Bus Enable事件数据包发送到下游USB端口，和由下游USB端口送肯定到汇流排；
下游的USB端口检测到J状态，并发送J状态事件的数据包；
上游USB端口检测到从USB主机控制器发出的USB重置复位，并发送USB重置事件数据包；和
在上游USB端口中检测到J状态，并将J状态事件的数据包发送到下游USB端口；和探测到从USB主机发出的SOF，于是便完成全速度枚举。
可能在其他的实施例中，可能执行低速枚举。这些实施例形式，在执行低速枚举可能发生的包括：
在下游USB端口连接了低速USB设备，并将LS Device Ready的事件数据包发送到上游USB端口；
附加了USB主机控制器，并有VBus的肯定，上游USB端口发送VBus detect事件数据包到下游USB端口，而由下游USB端口解除VBus的肯定；
上游USB端口将VBus Enable事件数据包发送到下游USB端口，由下游USB端口送出Vbus的肯定；
下游USB端口检测K的状态，并发送K状态事件的数据包；
上游USB端口检测到USB主机控制器发出的USB重置复位，并发送USB Reset的事件数据包；
上游USB端口检测K的状态，并将K状态事件数据包发送到下游USB端口；和
从USB主机检测到SOF的数据包，于是低速枚举完成。
可能在一些实施例中，可能执行一个USB暂停和恢复的操作。在这些实施例形式中，可以执行下列行为：
检测3ms的闲置状态，并生成3ms闲置事件数据包和送到下游端口；如果之前的速度是高速USB，上游端口以USB的规格和UTMI的规格，来检查3ms空闲是否是暂停状态或是USB重置复位；和
如果上游USB端口检测到K状态，上游USB端口生成的K状态的事件包和去恢复状态。
在IN的网路交换时，USB主机预计如果IN在最长的周转时间之内发生，则可以收到数据包或握手(handshake)。在OUT的网路交换时，在OUT/SETUP和数据送出之后，需要有相同的握手限制。要解决这一问题，在USB主机端，DiiVA设备的USB上游面向的端口使用NAK和流量控制的机制，图6中所示。这是目前披露的一个实施例。
在安装阶段610，USB上游端口625收到SETUP，并送出SETUP的USB数据包到USB端口下游626。下游USB端口626缓冲此SETUP一直到在下游USB端口有下一个数据可用。与此同时，上游USB端口625发送投机性的ACK，即使从USB设备并没有可用的ACK。当数据到达下游USB端口626时，下游USB端口626开始送出SETUP和数据，并收到ACK。
在数据/状态阶段610中，IN和OUT的发生如下所示：上游USB端口625接收到IN，并传递到下游USB端口626。下游USB端口626发出IN，并从USB设备获得的回应。与此同时，上游USB端口625中首先发送对应IN的NAK或者OUT/数据，直到从USB设备得到数据或是握手。
在USB设备方面，如果USB设备发送出IN的NAK或是OUT/数据及NAK到达USB上游端口625，USB上游端口625则取消阻止下一步的未来IN或OUT/数据，并提供了对下游USB端口626再次发送IN或OUT/数据到USB设备，与NAK握手到USB主机。如果USB设备对应IN发送的数据或对应OUT/DATA送出ACK，并数据或ACK到达USB上游端口625，USB下游端口626对应于IN的网路交换的ACK回应，并送出此IN的数据或是OUT的ACK到USB的上游端口625。USB上游端口625发送的数据的下一个可用的IN或ACK下一个可用的OUT/数据。
USB上游端口625始终回应ACK对应于SETUP网路交换，因为依据USB规范，当它接收到SETUP或数据时，必须以ACK回应。
USB下游端口626直到下一个未来数据在USB的下游端口626可用之前会缓冲OUT或SETUP，以保证OUT/SETUP及数据的包间的延迟。
USB支持许多不同类型的数据传输：同步、中断、批量和控制转移。同步传输发生一些保证的数据速率，但可能会丢失数据的情形，例如，即时的音频或视频。中断传输用于设备需要保证快速反应(有限定的最长等待时间)，例如鼠标、键盘等。批量传输是用于大型的零星传输，使用所有剩余的可用带宽，但没有保障的带宽或延迟，例如文件传输等。控制转移通常用于送短、简单的命令到设备上和状态的回应，使用例子如，通过第0个总线控制管道。
除了通过发送NAK的使用流量控制机制在IN或OUT/数据，同步传输使用零数据和管道在IN网路交换形势下。对于第一次多个同步传输的IN下，上游USB端口以零数据回应，是符合USB的规范。这第一次IN被传递到下游USB端口，并从同步的USB设备中获取数据。这第一个数据当它到达USB上游模块时，也用于回复下一个同步IN，。在这种方式下，USB主机从USB设备接收到的延迟和流水线的同步数据。
如果USB主机停止发送同步IN，最后一个剩余的数据数据包将被抛弃。
一个同步OUT的网路交换，将被在没有NAK的传递到下游USB端口。为了保持之间的包间延迟OUT和数据，在下游USB端口数据可用之前，应保持缓冲OUT。
为了作出适当回应对于无NAK反应的同步IN，同步上游USB端口应知道哪些USB地址和USB端点用于同步传输。若要获取此信息，DiiVA USB应该要有能力从USB设备描述符中进行解码。
解码描述符可以通过分析混合链接USB数据包，或者下游USB端口可能有USB主机能力执行枚举和在上游USB端口连接到下游USB端口之前，就读出从USB设备的描述符。解码方法的描述符是与实现方法相关，也有其他可能的实现方法。
依据USB规格、高带宽同步IN的终结点必须根据数据大小支持PID的数据序列。因为从同步USB设备的数据大小各异，每个微帧中的Ins数目每一帧中是不同在。因此，只需从上游USB端口到下游USB端口提供同步IN的机制，并不能满足USB规格。
DiiVA USB支持高带宽同步IN在终结点是按下面的方法：每个微帧中只传送第一次的同步IN。当下游USB端口接收的同步数据本身根据数据的PID来决定多少IN需要发送。如果第一个数据PID是DATA0，则下游USB端口应该像上面流水线同步传输的方案。如果第一个数据PID是DATA2，则下游USB端口在微型帧中生成两个相同的IN。如果第一个数据PID是DATA1，相对的下游USB端口将生成一个相同IN.上游USB端口应该有足够的缓冲，来储存每个框架高带宽同步终结点中的最大数据的大小。
一些实施例中，提供USB数据通过带有同步IN符记于混合链接的方法可包括下列：数据的数据包使用零数据和流水线IN的数据，其中的可能状态的数目取决于连接的延迟；第一，或第一次多种，同步的IN数据包，一个上游端口反应一个或多个零数据包；当送出比如说第一，或第一次多个，同步IN数据包，发送给下游的端口，并从同步的USB设备里接受DATAO或DATA1或DATA2的数据包；
流水线这些数据包来回复同步IN的数据包；
如果USB主机停止发送同步IN数据包，则删除最后剩余的数据；和
上游USB端口，由从数据包的数据流的监控和解码USB描述符，找出哪些终结点和地址是用于同步的终结点，。
一些实施例中，提供USB数据通过带有同步OUT符记的混合链接的方法可包括：
向下游端口发送同步OUT网路交换，其中的上游端口的发送不根据USB协议；
下游USB端口缓冲OUT数据，直到有可用的DATAO，DATA1，DATA2或MDATA数据包；
当有可用的DATAO，DATA1，DATA2或MDATA数据包时，发送OUT数据包和DATAO，DATA1，DATA2或MDATA数据包到USB设备；和
上游USB端口，从数据包的数据流的监控和解码USB描述符中，找出哪些终结点和地址是用于同步终结点。
目前披露，异步传输的USB数据也可以在执行使用DiiVA具体协议。在一些实施例中，USB数据可能由异步IN符记传递，通过执行下列行为：
上游USB端口接收IN数据包，并输送到下游USB端口；
下游USB端口发送IN数据包和从USB设备接收到数据包或握手的数据包；
上游USB端口发送NAK数据包，并阻止传输下一个IN数据包和NAK数据包，直到收到从USB设备传来的有效反应；
如果USB设备为IN数据包来发送NAK数据包，且从下游的上游USB端口USB端口，上游USB端口解除封锁下一个IN数据包，并将再次输送到下游的端口到USB设备；
如果USB设备发送DATAO或DATA1数据包，或者是DATA1的数据包送达上游USB端口，下游端口将送一个ACK数据包来应对，并向上游端口送出DATAO或DATA1数据包。和
上游端口为了下一个IN数据包而发送DATAO或DATA1数据包，。
在一些实施例中，USB数据可能交付与异步OUT符记传递，通过执行下列行为：
上游USB端口接收OUT数据包和一个DATAO或一个DATA1数据包，并将其输送到下游USB端口；
下游USB端口缓冲OUT数据包，直到有可用的DATAO或DATA1数据包，并在有可用DATAO或DATA1数据包时，发送OUT数据包和DATAO或DATA1数据包到USB设备；
上游USB端口为OUT网路交换发送出NAK数据包，并不送出下一个OUT和DATA0或DATA1数据包，直到下游USB端口是可用的；
如果USB设备以OUT网路交换发送一个NAK数据包，以及下游USB端口将NAK数据包发送到上游USB端口；则上游USB端口向下游港口送出下一个传入OUT数据包和DATAO或DATA1数据包。
如果USB设备发送ACK数据包，上游端口会发送ACK，为了下一个OUT网路交换。
目前披露中，USB数据传输可能会使用执行PING数据包。
在一些实施例中，PING协议实现时USB主机获取OUT网路交换的NAK。在这些实施例形式，上游USB端口以NAK回应，但并不提供PING数据包到下游USB端口。上游USB端口阻断PING，并不断发送NAK直到从USB设备得到OUT网路交换的可用反应。
如果USB设备为OUT网路交换而发送出NAK数据包，USB上游端口的下一步对ping反应的ACK，也为下一步OUT网路交换反应送出ACK。这最后的OUT网路交换不会传递到下游USB端口，因为USB设备已经接受了第一个OUT网路交换。
如果USB设备反应NAK于OUT网路交换，上游USB端口提供下一个PING到USB下游的端口。
如果USB设备为PING反应ACK，且PING到达了USB上游模块。USB上游模块进行下一步的PING响应的ACK，并反应的ACK为下一步的OUT网路交换。这最后的OUT网路交换会被传递到该USB设备，且预计将得到ACK的反应
如果USB设备为了PING而反应送出NAK，且PING到达上游USB端口，则上游USB端口为下一步PING反应NA，并且PING再次传递到该USB设备。上述步骤将重复直到USB设备进行PING反应的ACK。该方案遵循上述步骤当USB设备反应ACK。
总括而言，提供通过使用USB PING数据包的混合链接传递数据的一种方法可包括：
上游USB端口反应NAK数据包给OUT网路交换；
上游USB端口，应对NAK的数据包，并送出PING数据包到下游USB端口；
上游USB端口，不提供PING数据包，并继续发送NAK数据包，直到从USB设备有可用的反应；
如果USB设备为OUT网路交换而反应NAK数据包，上游USB端口，为下一步传入PING数据包的ACK数据包来应对，并出下一个ACK来应对下一个OUT网路交换；
其中最后的OUT网路交换不传递到下游USB端口；
如果USB设备为OUT网路交换而反应NAK数据包，和NAK数据包传递到上游USB端口，则上游USB端口提供下一个PING数据包到下游USB端口；
如果USB设备反应PING数据包以NAK数据包和NAK数据包被传递给上游USB端口，则上游USB端口提供下一个PING数据包到下游USB端口；
如果USB设备反应PING数据包的ACK数据包，和ACK数据包被传递给上游USB端口，则上游USB端口提供下一个PING数据包到下游USB端口；
下一个OUT网路交换将以ACK数据包反应；和
传递这些OUT数据包和DATAO或DATA1数据包到下游USB端口，以发送到USB设备。
在其他的实施例中，PING用于没有前面的OUT网路交换。在这些实施例形式，上游USB端口对NAK反应，并提供PING到USB下游的端口。上游USB端口并不传递PING，只保持发送NAK，直到得到USB设备可用的反应。
如果USB设备进行PING反应的ACK，上游USB端口进行下一步的PING反应的ACK，也为下一步的OUT网路交换反应的ACK。在这种情况下，这最后OUT网路交换被传递到USB下游端口与第一种方案不同的，是因为尚未有OUT网路交换被传递到该USB设备。
如果USB设备反应NAK的PING，且PING到达上游USB端口，则上游USB端口进行下一步的PING反应以NAK，并传递PING到USB下游的端口。重复此步骤，直到下游USB端口从USB设备中获取ACK。然后遵循上文所述的USB设备ACK反应的行为。
时USB设备为OUT网路交换反应NYET，DiiVA USB模块把NYET当作为ACK，而上游USB端口始终发送ACK而不是NYET。
总括而言，提供通过使用USB PING数据包的混合链接传递数据的一种方法可包括：
上游USB端口来应对NAK数据包，并将PING数据包输送到下游USB端口；
上游USB端口，不提供PING数据包传递，并继续发送NAK数据包，直到从USB设备有可用的反应；
如果USB设备反应PING数据包的ACK数据包，且ACK数据包被传递给上游USB端口、上游USB端口未来应对下一步的PING数据包的ACK数据包以ACK，也应对下一步的OUT网路交换以ACK；和
传递OUT数据包和DATAO或DATA1数据包到下游端口；
凡有上游USB端口在收到PING数据包之前不会有OUT网路交换。
在一些实施例中，DiiVA网络中的USB地址管理可如下所示来执行。上游USB端口可以连接到任何枢纽下游端口，并带有各种USB地址的数据包可播送出到上游USB端口。上游USB端口应能够识别哪些USB地址是指派给上游USB端口，它应该不回应给任何其他USB设备的通用USB数据包。
上游USB端口检测到USB重置后时，上游USB端口只接受有USB地址为0的通用USB数据包。通过监视和解码SET ADDRESS标准USB设备请求，上游USB端口识别哪些USB地址是指派给下游USB端口中的USB设备。
检测SET ADDRESS标准USB设备请求后，上游USB端口只回应的新分配USB地址的通用USB数据包。如果在上游USB端口中检测到USB重置，它将分配的USB地址重置为0，并等待SET ADDRESS标准USB设备再次请求。解码SET ADDRESS设备请求是特定的实现。
总言，DiiVA网络中的USB地址管理方法可包括：
上游的USB端口检测到USB重置后，上游USB端口只接受有USB地址为0的数据包。
上游端口识别到哪些USB地址分配给下游的端口的USB设备的，藉由监测和解码SET ADDRESS标准USB设备请求；检测SET ADDRESS标准USB设备请求后，上游端口仅应对有新USB地址的数据包，配有SET ADDRESS标准USB设备请求；
USB重置重分配的USB地址置为0，并再次等待SET ADDRESS标准USB设备请求。
在一些实施例中，DiiVA网络中，保持活跃转发可如下所示执行。当枚举状态是LSENUM DONE时，上游USB端口启动监视线路状态。当第一次切换线路状态被检测时，它被视为作为第一个保持活跃信号。上游USB端口设置内部计时器为T保持活跃状态，当逾期时，它开始再次监视线路状态切换来检测保持活跃状态。在一些实施例，T保持活跃设置为0.98ms。保持活跃信号通过UU保持活跃传送到USB下游模块。
总括而言，DiiVA网络中执行USB低速保持活跃信号的方法可包括：
低速USB枚举完成后，上游USB端口开始监控线路状态；
当第一次更改线路状态被检测到时，则认为这是第一次保持活跃状态信号；
上游USB端口设置内部计时器为T保持活跃，逾期时，上游USB端口监测线路状态是否再次切换，以检测保持活跃和传送保持活跃事件数具包到下游USB端口。
目前披露，方法和系统被描述有关DiiVA、USB和多媒体数据的传送和DiiVA的网络化管理。组件、步骤、特征、对象、好处和已经讨论过的优点是只是说明性的。没有人，也对他们来说，有关的讨论旨在限制以任何方式保护的范围。虽然某些实施例已被描述的系统和方法DiiVA USB数据传输有关，是应该理解以及其他实施例可用于在这些实施例中隐式的概念。此外考虑了其他无数的实施例，包括实施例有更少的、额外的和/或不同的组件，步骤、特征、对象、优点和优势。组件和步骤还可能安排并以不同的方式订购。已声明或说明的什么也不被为了对公众造成的任何组件、步骤、特征、对象、效益、优势或相当于一种奉献。
目前申请披露中，有关通过DiiVA传输USB和多媒体数据，和DiiVA网络管理相关所叙述的方法和系统。所叙述之组件、步骤、特征、对象、优点和优势主要是说明性质的。他们或相关的的描述，都不是意图要用任何方法来限制所保护的范围。然而某些实施例叙述有关通过DiiVA做USB数据传输之系统和方法，应该理解为这些实施例中隐含的概念，同样可使用于及其他的实施例。此外考虑了其他许多的可能实施例，包括实施例中有更少、额外的和/或不同的组件、步骤、特征、对象、优点和优势。组件和步骤还可能安排并以不同的方式排列。所有已声明或说明的，意图不在于被造成在公众领域减低了任何组件、步骤、特征、对象、效益、优势等等。
目前申请披露中，当引用单数的元素时，它并不意味着″有一个，并且只有唯一″，除非特别注明，而应理会成″一个或更多“。对此申请披露，所有的结构和功能上等同于整个此披露的已知，或描述了各种实施例的元素，或后来被称为普通技能在艺术，都明确纳入本参考中
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (26)

1.一种系统，包括：
通用串行总线USB主机控制器和至少一个USB设备；
第一设备，其通过上游USB端口连接到所述USB主机控制器；
第二设备，其通过下游USB端口连接到所述USB设备；以及
网络，其被配置为根据USB协议在所述第一设备与所述第二设备之间传送数据并且其包括混合链路；
其中所述混合链路被配置为通过在所述上游USB端口与所述下游USB端口之间传输至少一个线路状态信息分组和至少一个USB数据分组来递送针对所述USB协议的内容，所述线路状态信息分组包含与一个或多个事件有关的分组化线路状态信息，
其中即使未从所述USB设备接收到ACK分组，所述上游USB端口在建立阶段期间也向所述USB主机控制器发送推测的ACK分组。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中所述混合链路被配置为根据所述线路状态信息分组并通过所述网络来实现USB枚举协议和USB暂停/恢复协议，所述USB枚举协议包括以下各项中的一项：高速枚举协议、全速枚举协议、以及低速枚举协议。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备中的至少一个是DiiVA设备；以及
其中所述网络是DiiVA网络，并且所述混合链路是DiiVA双向链路，其被配置为传输双向多协议数据，而无需保证数据递送时间。
4.根据权利要求1所述的系统，
其中所述事件包括以下各项中的至少一项：线路变化事件、USB重置事件、3毫秒空闲事件、VBus检测事件、VBus启用事件、USB主机未准备就绪事件、保持活跃事件、FS设备准备就绪事件、LS设备准备就绪事件以及设备断连事件；并且其中所述变化事件包括以下各项中的至少一项：单端零SE0事件、J状态事件以及K状态事件。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备各自包括通过接口连接到逻辑模块的USB物理层PHY；以及
其中所述第一设备和所述第二设备进一步包括具有双向连接并且配置为执行并共享多协议数据的收发器。
6.根据权利要求5所述的系统，其中接口包括以下各项中的一项：USB 2.0收发器宏单元接口(UTMI)和UTMI+低管脚接口(ULPI)。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述上游USB端口和所述下游USB端口分别是以下各项中的一项：
发送USB端口，其被配置为打包和传输所有线路状态信息；以及
接收USB端口，其被配置为设置用于仿真所述发送USB端口的线路状态动作的接口。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一设备和所述第二设备中至少一个包括多个USB端口。
9.根据权利要求1所述的系统，
其中所述USB主机控制器进一步被配置为通过网络执行以下各项中的至少一项：USB流控制协议、USB的PING协议、USB地址管理、以及USB低速保持活跃信令。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述网络包括具有单向链路和双向链路二者的线缆。
11.一种通过将第一设备连接到第二设备的网络传输USB数据的方法，包括：
通过所述网络中的双向混合链路在上游USB端口与下游USB端口之间传输至少一个线路状态信息分组，所述上游USB端口将所述第一设备连接到USB主机控制器，并且所述下游USB端口将所述第二设备连接到USB设备；
通过所述上游USB端口与所述下游USB端口之间的双向混合链路传输至少一个USB数据分组；
使用所述线路状态信息分组来执行USB枚举和USB暂停/恢复操作，其中所述线路状态信息分组对关于一个或多个事件的信息进行分组；
所述上游USB端口接收建立分组；以及
即使未从所述USB设备接收到ACK分组，所述上游USB端口也向所述USB主机控制器发送推测的ACK分组。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述一个或多个事件包括以下各项中的至少一项：
线路变化事件、USB重置事件、3毫秒空闲事件、VBus检测事件、VBus启用事件、USB主机未准备就绪事件、保持活跃事件、FS设备准备就绪事件、LS设备准备就绪事件以及设备断连事件；以及
其中所述变化事件包括以下各项中的至少一项：单端零SE0事件、J状态事件以及K状态事件。
13.根据权利要求11所述的方法，所述网络是DiiVA网络，并且所述双向混合链路被配置为传输双向多协议数据，而无需保证数据递送时间。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述USB枚举包括高速枚举，并且其中执行高速枚举的动作包括：
在高速USB设备已经附接到所述下游USB端口之后，将FS设备准备就续事件分组发送到所述上游USB端口；
附接所述USB主机控制器，并且当VBus被确立时，所述上游USB端口将VBus检测事件分组发送到所述下游USB端口，并且在下游USB端口中解除确立VBus；
所述上游USB端口将VBus启用事件分组发送到所述下游USB端口，并且所述下游USB端口确立VBus；
所述下游USB端口检测J状态，并且发送J状态事件分组；
所述上游USB端口检测来自所述USB主机控制器的USB重置事件，并且发送USB重置事件分组；
在所述上游USB端口中检测J状态，并且将所述J状态事件分组发送到所述下游USB端口；
在所述上游USB端口中检测K线性调频脉冲，并且将K状态事件分组发送到所述下游USB端口；
在所述上游USB端口中检测SE0状态，并且将所述SE0状态事件分组发送到所述下游USB端口；
在所述下游USB端口中检测切换K-J线性调频脉冲，并且将所述K状态事件分组和J状态事件分组发送到所述上游USB端口；以及
检测来自所述USB主机控制器的SOF分组，使得所述高速枚举被完成。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述USB枚举包括全速枚举；并且其中执行全速枚举的动作包括：
将全速USB设备附接到所述下游USB端口，并且将FS设备准备就续事件分组发送到所述上游USB端口；
附接所述USB主机控制器，当VBus被确立时，所述上游USB端口将VBus检测事件分组发送到下游USB端口，并且在所述下游的USB端口中解除确立VBus；
所述上游USB端口将VBus启用事件分组发送到所述下游USB端口，并且所述下游USB端口确立Vbus；
所述下游USB端口检测J状态，并发送J状态事件分组；
所述上游USB端口检测来自所述USB主机控制器的USB重置，并且发送USB重置事件分组；
在所述上游USB端口中检测J状态，并且将J状态事件分组发送到所述下游USB端口；以及
检测来自所述USB主机控制器的SOF分组，使得全速枚举被完成。
16.根据权利要求11所述的方法，其中USB枚举包括低速枚举，其中执行低速枚举的动作包括：
将低速USB设备附接到所述下游USB端口，并且将LS设备准备就续事件分组发送到所述上游USB端口；
附接所述USB主机控制器，当VBus被确立时，所述上游USB端口将VBus检测事件分组发送到所述下游USB端口，并且在所述下游的USB端口中解除确立VBus；
所述上游USB端口将VBus启用事件分组发送到所述下游USB端口，并且所述下游USB端口确立Vbus；
所述下游USB端口检测K状态，并且发送K状态事件分组；
所述上游USB端口检测来自所述USB主机控制器的USB重置，并且发送USB重置事件分组；
所述上游USB端口检测K状态，并且将所述K状态事件分组发送到所述下游USB端口；以及
检测来自所述USB主机控制器的SOF分组，使得低速枚举被完成。
17.根据权利要求11所述的方法，进一步包括执行暂停和恢复；其中执行暂停和恢复的动作包括：
检测3毫秒空闲状态，并生成3毫秒空闲事件分组并且将所述3毫秒空闲事件分组递送到下游USB端口；
如果先前的速度是高速USB，则上游USB端口根据USB规范和UTMI规范检查3毫秒空闲是否是暂停状态或USB重置；以及
如果上游USB端口检测到K状态，则上游USB端口生成K状态事件分组并且进行恢复状态。
18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过具有非等时IN令牌的双向混合数据链路来递送所述USB数据的动作，动作包括：
所述上游USB端口接收IN分组，并将所述IN分组递送到所述下游USB端口；
所述下游USB端口发送所述IN分组，并且从所述USB设备接收数据分组或握手分组；
所述上游USB端口发送NAK分组并且利用NAK分组阻止下一进入的IN分组，直到来自USB设备的响应可用；
如果所述USB设备发送针对IN分组的NAK分组，并且NAK分组从所述下游USB端口到达上游USB端口，所述上游USB端口解除对所述下一进入的IN分组的阻止，并且将其递送到下游USB端口，以将IN分组再次发送到所述USB设备；如果USB设备发送DATA0或DATA1分组，并且所述DATA0或DATA1分组到达所述上游USB端口，所述下游USB端口利用ACK分组进行响应，并且将所述DATA0或DATA1分组递送到所述上游USB端口；以及
所述上游USB端口发送所述DATA0或DATA1分组以用于下一可用的IN分组。
19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括传送具有非等时性的OUT令牌的USB数据的动作，动作包括：
所述上游USB端口接收OUT分组以及DATA0或DATA1分组，并将接收到的分组递送到所述下游USB端口；
所述下游USB端口缓冲所述OUT分组，直到DATA0或DATA1分组可用，并且当DATA0或DATA1分组可用时，将OUT分组以及DATA0或DATA1分组发送到所述USB设备；
所述上游USB端口发送针对OUT事务的NAK分组，并且不递送下一进入的OUT分组以及DATA0或DATA1分组，直到来自所述下游USB端口的响应可用；
如果所述USB设备发送针对所述OUT事务的NAK分组，并且所述下游USB端口将NAK分组发送到所述上游USB端口，则所述上游USB端口向所述下游USB端口再次传送所述下一进入的OUT分组以及所述DATA0或DATA1分组；以及
如果所述USB设备发送ACK分组，则所述上游USB端口发送针对下一OUT事务的ACK。
20.根据权利要求11所述的方法，其中USB设备包括等时USB设备，并且进一步包括利用等时IN令牌传送所述USB数据的动作，包括：
DATA分组使用零数据和流水线IN数据，其中针对IN数据的状态数目取决于连接的延迟；
针对第一或第一多个等时IN分组，所述上游USB端口利用一个或多个零数据分组进行响应；
将第一或第一多个IN分组递送到下游USB端口，并且从所述等时USB设备接收DATA0或DATA1或DATA2分组；
流水线操作这些分组以利用等时IN分组进行回复；
如果所述USB主机控制器停止发送等时IN分组，则丢弃最后和剩余的数据；以及
所述上游USB端口通过对来自数据分组流USB描述符进行监视和解码来找出哪个终端和地址被用于等时端点。
21.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过具有等时OUT令牌的双向混合数据链路来递送所述USB数据的动作，动作包括：
向所述下游USB端口发送等时OUT交换，其中所述下游USB端口不根据USB协议进行发送；
所述下游USB端口缓冲OUT分组，直到DATA0或DATA1或DATA2或MDATA分组可用；
当DATA0或DATA1或DATA2或MDATA分组可用时，发送OUT分组以及将DATA0或DATA1或DATA2或MDATA分组发送到所述USB设备；以及
所述上游USB端口通过对来自数据分组流的USB描述符进行监视和解码来找出哪个终端和地址被用于等时端点。
22.根据权利要求11所述的方法，其中所述上游USB端口被配置为利用NAK分组来对OUT事务进行响应；并进一步包括利用USB的PING分组来递送所述USB数据的动作，动作包括：
所述上游USB端口利用NAK分组来对OUT事务进行响应；
所述上游USB端口利用NAK分组进行响应，并将PING分组递送到所述下游USB端口；
所述上游USB端口不递送PING分组，并继续发送NAK分组，直到来自USB设备的响应可用；
如果USB设备利用NAK分组来对OUT事务进行响应，则所述上游USB端口利用ACK分组来对下一进入的PING分组进行响应，并利用ACK分组对下一OUT事务进行响应；最后的OUT事务不被传送到所述下游USB端口；
如果所述USB设备利用NAK分组和PING分组进行响应，并且NAK分组被递送到所述上游USB端口，则所述上游USB端口将所述下一PING分组递送到所述下游USB端口；
如果所述USB设备利用NAK分组和PING分组进行响应，并且NAK分组被递送到所述上游USB端口，则所述上游USB端口将下一PING分组递送到所述下游USB端口；
如果所述USB设备利用NAK分组和PING分组进行响应，并且ACK分组被递送到所述上游USB端口，则所述上游USB端口利用ACK分组对下一PING分组进行响应；
下一OUT事务利用ACK分组进行响应；以及
将这些OUT分组以及DATA0分组或DATA1分组递送到下游USB端口以发送到所述USB设备。
23.根据权利要求11所述的方法，其中不存在所述上游USB端口之前的先前的OUT事务，并且进一步包括的使用USB的PING分组来递送所述USB数据的动作，动作包括：
所述上游USB端口利用NAK分组进行响应，并将PING分组递送到所述下游USB端口；
所述上游USB端口不递送PING分组，并且继续发送NAK分组，直到来自USB设备的响应可用；
如果所述USB设备利用ACK分组对PING分组进行响应，并且ACK分组被递送到所述上游USB端口，所述上游USB端口利用ACK分组来对下一PING分组进行响应并且利用ACK分组对下一OUT事务进行响应；以及
将所述OUT分组以及DATA0或DATA1分组递送到所述下游USB端口。
24.根据权利要求11所述的方法，进一步包括所述网络中的USB地址管理的动作，动作包括：
在所述上游USB端口中检测到USB重置之后，所述上游USB端口仅接受具有USB地址的分组；
所述上游USB端口通过对设置地址标准USB设备请求进行监视和解码来识别哪个USB地址被分配给所述下游USB端口中的所述USB设备；
在检测到设置地址标准USB设备请求之后，所述上游USB端口仅应对利用分组对被分配有设置地址标准USB设备请求的新的USB地址进行响应；
USB重置将所分配的USB地址重置为0，并且再次等待设置地址标准USB设备请求。
25.根据权利要求11所述的方法，进一步包括所述网络中USB保持活跃信令的动作，动作包括：
在低速USB枚举被完成之后，所述上游USB端口开始监视线路状态；
当检测到线路状态的第一次变化时，将其视为第一保持活跃信令；以及
所述上游USB端口将内部计时器设置为T保持活跃，并且到期时，所述上游USB端口监视线路状态是否再次切换，以检测保持活跃并且将保持活跃事件分组递送到所述下游USB端口。
26.根据权利要求25所述的方法，其中T保持活跃被设置为0.95毫秒至0.99毫秒之间。
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