CN107704404A - 一种提高usb从设备读取速度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高USB从设备读取速度的方法，应用于包括USB主设备和USB从设备的系统中，所述方法包括：步骤1、判断所述USB从设备与所述USB主设备是否连接；步骤2、所述USB从设备将端点和与所述端点匹配的一个内存绑定；步骤3、所述USB从设备接收所述USB主设备发送的数据，并将所述数据存放至与所述端点绑定的所述内存中；步骤4、所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定，若所述数据传输未结束，并再次执行步骤1。本发明实施例通过将USB从设备的可用内存划分为多个内存块，分别进行填充，将串行发送变为并行发送，因此能够快速读取USB主设备发送过来的数据，并在同一时间发送第二个端点命令至寄存器，本发明的方法可以显著提高数据传输速度。

Description

一种提高USB从设备读取速度的方法

技术领域

本发明属于数据处理技术领域，具体涉及一种提高USB从设备读取速度的方法。

背景技术

USB，是英文Universal Serial Bus(通用串行总线)的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。

USB既有主设备也有从设备，主设备负责主控端的控制，传输数据命令的发送，传输数据，从设备负责从主控端接受数据，或者发送数据给主控端；目前关于USB的同步传输模式(Isochronous Transaction)能保证每秒有固定的传输量，允许有一定的误码率，同步传输事务有只有两个阶段，即令牌阶段、数据阶段，因为不关心数据的正确性，所以非常适合作为视音频数据的传输方式，但是目前的做法如果从设备没有足够强的能力去接受主设备发送的数据的话则势必会出现数据丢失的情况。

目前现有的从设备的算法是(如图1所示)：

1、等主控设备发出识别从设备的命令之后从设备将自身设备信息发送给主设备；

2、等主控设备识别了从设备之后，从设备开始准备端点和与之配对的内存；

3、从设备准备后台中断服务线程；

4、从设备将端点和命令准备好之后发送给从设备寄存器，并等待主设备发送数据；

5、当主控设备发送数据到从设备之后，从设备中断触发；

6、从设备收到中断后，将填充好的内存和端点放在后台中断服务程序中；

7、后台中断服务程序将端点对应的内存数据拷贝到一般内存中；

8、后台中断程序重新准备端点和与之配对的内存；

9、重复4--8步直至结束。

然而，当从设备能力不够强，后台中断服务程序拷贝内存速度不够的时候，会出现数据丢失的情况；现有技术中，处理这样的问题解决方案是舍弃从设备的USB功能，在从设备上加一个专门处理USB通讯的芯片来保证通讯数据不丢失，则可以预见的是成本会提高。

因此，设计一种成本较低且能够防止数据丢失的USB从设备的数据读取方法，是本领域的热点技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种提高USB从设备读取速度的方法。

具体的，本发明实施例提供了一种提高USB从设备读取速度的方法，应用于包括USB主设备和USB从设备的系统中，其中，所述方法包括：

步骤1、判断所述USB从设备与所述USB主设备是否连接，若连接，则执行步骤2，若未连接，则结束；

步骤2、所述USB从设备将端点和与所述端点匹配的一个内存绑定；

步骤3、所述USB从设备接收所述USB主设备发送的数据，并将所述数据存放至与所述端点绑定的所述内存中；

步骤4、所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定，若所述数据传输未结束，并再次执行步骤2，直至数据传输结束。

在本发明的一个实施例中，所述步骤1包括：

所述USB主设备自动检测USB端口；

若检测到USB从设备，则所述USB从设备与所述USB主设备连接；

若未检测到，则未连接。

在本发明的一个实施例中，所述步骤2包括：

步骤2.1、所述USB从设备准备所述端点和所述内存；

步骤2.2、所述USB从设备将所述内存划分为N个内存块并对其排序，其中，所述N个内存块均与所述端点相匹配，N为大于1的整数；

步骤2.3、所述USB从设备将所述端点与所述第M个内存块绑定，其中，M≤N；

步骤2.4、所述USB从设备将所述端点和数据命令发送给所述USB从设备的寄存器。

在本发明的一个实施例中，所述步骤3包括：

步骤3.1、所述寄存器接收所述端点和所述数据命令，并根据所述数据命令接收所述USB主设备发送的所述数据；

步骤3.2、所述USB从设备将所述数据存放至所述第M个内存块中。

在本发明的一个实施例中，所述步骤4包括：

步骤4.1、所述USB从设备将所述端点和所述第M个内存块解除绑定，所述第M个内存块中携带有所述USB主设备发送的所述数据；

步骤4.2、返回步骤2中的步骤2.3，其中，第M个内存块变更为第M+1个内存块，当所述M+1大于N时，M取值为0，直至数据发送结束。

在本发明的一个实施例中，所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定之后，还包括：

所述USB从设备将所述第M个内存块中的数据拷贝至所述USB从设备的存储空间中，释放所述第M个内存块的内存空间。

本发明实施例，具备如下优点：

1、本发明实施例通将内存划分为多个内存块与端点绑定，当其中一个内存块被发送来的数据填满后，将填满的内存转移到后台进行处理，端点则绑定另一内存块进行接收数据，因此，提高了数据传输效率。

2、USB从设备在使用另一内存块接收数据的同时，还将转移至后台的已填满数据的内存块的数据拷贝至存储空间中，数据传输方式由串行改为并行，解决了现有技术中，全部数据传输完后再进行内部拷贝，导致拷贝时间长，效率低的问题。

3、本发明实施例中，同步传输过程中从设备能够快速读取主设备发送过来的数据，并在同一时间第二次发送端点命令至寄存器，本发明的方法可以将传输速度提高20％。

附图说明

图1是现有的USB从设备的读取方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

实施例一

本发明实施例提供了一种提高USB从设备读取速度的方法，应用于包括USB主设备和USB从设备的系统中，其中，所述方法包括：

步骤1、判断所述USB从设备与所述USB主设备是否连接，若连接，则执行步骤2，若未连接，则结束；

步骤2、所述USB从设备将端点和与所述端点匹配的一个内存绑定；

步骤3、所述USB从设备接收所述USB主设备发送的数据，并将所述数据存放至与所述端点绑定的所述内存中；

步骤4、所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定，若所述数据传输未结束，并再次执行步骤2，直至数据传输结束。

进一步的，所述步骤1包括：

所述USB主设备自动检测USB端口；

若检测到USB从设备，则所述USB从设备与所述USB主设备连接；

若未检测到，则未连接。

进一步的，所述步骤2包括：

步骤2.1、所述USB从设备准备所述端点和所述内存；

步骤2.2、所述USB从设备将所述内存划分为N个内存块并对其排序，其中，所述N个内存块均与所述端点相匹配，N为大于1的整数；

步骤2.3、所述USB从设备将所述端点与所述第M个内存块绑定，其中，M≤N；

步骤2.4、所述USB从设备将所述端点和数据命令发送给所述USB从设备的寄存器。

进一步的，所述步骤3包括：

步骤3.1、所述寄存器接收所述端点和所述数据命令，并根据所述数据命令接收所述USB主设备发送的所述数据；

步骤3.2、所述USB从设备将所述数据存放至所述第M个内存块中。

进一步的，所述步骤4包括：

步骤4.1、所述USB从设备将所述端点和所述第M个内存块解除绑定，所述第M个内存块中携带有所述USB主设备发送的所述数据；

步骤4.2、返回步骤2中的步骤2.3，其中，第M个内存块变更为第M+1个内存块，当所述M+1大于N时，M取值为0，直至数据发送结束。

进一步的，所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定之后，还包括：

所述USB从设备将所述第M个内存块中的数据拷贝至所述USB从设备的存储空间中，释放所述第M个内存块的内存空间。

本发明实施例，具备如下优点：

1、本发明实施例通将内存划分为多个内存块与端点绑定，当其中一个内存块被发送来的数据填满后，将填满的内存转移到后台进行处理，端点则绑定另一内存块进行接收数据，因此，提高了数据传输效率。

2、USB从设备在使用另一内存块接收数据的同时，还将转移至后台的已填满数据的内存块的数据拷贝至存储空间中，数据传输方式由串行改为并行，解决了现有技术中，全部数据传输完后再进行内部拷贝，导致拷贝时间长，效率低的问题。

3、本发明实施例中，同步传输过程中从设备能够快速读取主设备发送过来的数据，并在同一时间第二次发送端点命令至寄存器，本发明的方法可以将传输速度提高20％。

实施例二

如图2所示，图2是本发明实施例提供的方法的流程示意图。本发明实施例提供了一种提高USB从设备读取速度的方法，主要应用于USB主设备和USB从设备的数据交互过程中，具体内容如下：

步骤1、判断所述USB从设备与所述USB主设备是否连接，若连接，则执行步骤2，若未连接，则结束；

具体的判断过程如下：

所述USB主设备自动检测USB端口，

若检测到USB从设备，则所述USB从设备与所述USB主设备连接；

若未检测到，则未连接。

需要说明的是，本发明实施例中，当检测到USB从设备后，还包括以下内容：

步骤1.1、所述USB主设备向所述USB从设备发送查询命令；

步骤1.2、所述USB从设备接收所述查询命令，并向所述USB主设备发送身份信息；

步骤1.3、所述USB主设备确认所述身份信息。

具体的，USB主设备轮回查询各个USB端口，当USB主设备检测到D+和D-之间有电压差，就认为有新的设置接入，则向该外部设备(也即USB从设备)发送查询命令，USB从设备接到该查询命令后，将自身的基础属性比如支持的传输数据长度，电流负荷多少，支持那个USB版本等内容按照固定格式返回给USB主设备，然后USB主设备接收该USB从设备的基本信息，并进行确认，具体的就是给该USB从设备分配地址，至此，USB从设备与USB主设备发生互动联系，完成了数据传输前的识别准备。

步骤2、所述USB从设备将端点和与所述端点匹配的一个内存绑定；

步骤2.1、所述USB从设备准备所述端点和所述内存；

步骤2.2、所述USB从设备将所述内存划分为N个内存块并对其排序，其中，所述N个内存块均与所述端点相匹配，N为大于1的整数；

步骤2.3、所述USB从设备将所述端点与所述第M个内存块绑定，其中，M≤N；

步骤2.4、所述USB从设备将所述端点和数据命令发送给所述USB从设备的寄存器。

具体的，本步骤中，USB从设备在接收到USB主设备的身份确认信息后，USB从设备准备端点和内存，端点为数据传输端点，USB主设备发送的数据通过该端点传输至USB从设备中，内存用于暂时存放参与传输的数据，

进一步的，USB从设备自行将内存划分为N个内存块，(N为大于1的整数)，并对其进行排序，以利于系统选择；这样USB主设备发送来的数据被分别存储在不同的内存块中，达到了将传输数据进行分割的效果；所述N个内存块均与USB从设备的数据传输端点匹配，也即数据传输端点均可与该N个内存块产生指向联系，本发明实施例中，将端点与所述第M个内存块绑定，即将数据传输端点指向该第M个内存块，其中M≤N，此时，数据传输端点仅与该第M个内存块相关，而与其他内存块无关。

需要说明的是，本发明实施例中，USB从设备的准备工作，不仅包括将端点和内存块绑定，还包括将端点和数据命令发送给寄存器，以使寄存器执行数据命令。

步骤3、所述USB从设备接收所述USB主设备发送的数据，并将所述数据存放至与所述端点绑定的所述内存中；

步骤3.1、所述寄存器接收所述端点和所述数据命令，并根据所述数据命令接收所述USB主设备发送的所述数据；

步骤3.2、所述USB从设备将所述数据存放至所述第M个内存块中。

具体的，USB从设备的寄存器接收到数据传输端点和数据命令之后，根据该数据命令，利用数据传输端点自动接收USB主设备发送来的数据，并将该数据存放至数据传输端点指向的内存块中，具体的，按照所述的N个内存块的排序，本发明实施例中，先将数据传输端点与第M个内存块绑定，例如M取值为1，也即端点与第1内存块绑定，那么通过数据传输端点接收进来的数据就存储在第1个内存块中。

需要说明的是，本发明实施例中，当USB从设备发送信号给USB主设备后，USB主设备会产生一个中断，USB从设备收到USB主设备发送的中断后触发中断服务程序，并在中断服务程序中触发接收数据的功能，因此本发明实施例中，接收数据是由USB从设备的芯片中断触发的中断服务程序执行的，这样数据传输就可以在中断服务程序中进行，而避免占用系统资源。

步骤4、所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定，若所述数据传输未结束，并再次执行步骤2，直至数据传输结束。具体包括以下内容：

步骤4.1、所述USB从设备将所述端点和所述第M个内存块解除绑定，所述第M个内存块中携带有所述USB主设备发送的所述数据；

步骤4.2、返回步骤2中的步骤2.3，其中，第M个内存块变更为第M+1个内存块，当所述M+1大于N时，M取值为0，直至数据发送结束。

本发明实施例中，当与数据传输端点绑定的第1个内存块填满数据后，该第1个内存块不能继续填充数据，因此，将该第1个内存块与端点之间的指向关系取消，也即解除绑定，解除绑定后，USB从设备执行步骤2.3中的：所述USB从设备将所述端点与所述第M个内存块绑定；其中M变更为M+1，是指步骤4中执行的步骤2.3，所述端点与第M个内存块绑定，该M是指第一个M的基础上加1的结果，也即所述端点与所述第2个内存块绑定；然后USB从设备将端点和数据命令再次发送给寄存器，所述寄存器将所述端点接收到的数据存储在所述第2个内存块中，当第2个内存块填满后，所述USB从设备解除端点与第2个内存块的绑定关系，并将再次执行步骤2中的步骤2.3，此时M变更为M+1，该第三次出现的M是在第二次M的基础上加1的结果，也即所述端点与所述第3个内存块绑定，以此类推直至到达最后一个内存块。

本发明实施例中，USB从设备将内存划分为N个内存块，假设N取值为4，当经过第四次循环，USB主设备的数据仍未发送完毕，此时步骤3中，所述USB从设备将所述端点和所述第4个内存块解除绑定，并再次执行步骤2中的步骤2.3，其中M变更为M+1，也即新的M为5，M+1大于N，而第5个内存块是不存在的，此时M取值为0，也即新的M为0+1，“第5个内存块”就是第1个内存块，以此类推直至数据传输结束。

需要说明的是，本发明实施例中，当填满数据的内存块与所述端点解除绑定之后，还包括以下步骤：

所述USB从设备将所述第M个内存块中的数据拷贝至所述USB从设备的存储空间中，释放所述第M个内存块的内存空间。

具体的，当第1个内存块与端点解除绑定之后，USB从设备将该携带数据的第1个内存块转移至后台中断服务程序中，并将第1个内存块存储的数据拷贝至USB从设备的存储空间中，从而释放第1个内存块的内存空间，当数据拷贝完成后，第1个内存块就可以被再次使用，以满足“当所述M+1大于N时，M取值为0”的情况。

由此可知，本发明实施例中，USB从设备在同时执行：利用端点向第2个内存块发送数据，和将已填满数据的第1个内存块中的数据拷贝到存储空间中两个动作，因此可对USB主设备发送来的数据进行分别处理，提高了工作效率，而且通过一边接收数据，一边拷贝数据的模式，使数据传输方式由串行发送改为并行发送，提高了USB系统利用率，而且解决了现有技术中，所有数据接收完后，再进行拷贝，导致拷贝时间长，速度慢的技术问题。因此，USB从设备能够快速读取USB主设备发送过来的数据，并在同一时间发送第二个端点命令至寄存器，本发明的方法可以将传输速度提高20％。

需要说明的是，本发明实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (6)

1.一种提高USB从设备读取速度的方法，应用于包括USB主设备和USB从设备的系统中，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、判断所述USB从设备与所述USB主设备是否连接，若连接，则执行步骤2，若未连接，则结束；

步骤2、所述USB从设备将端点和与所述端点匹配的一个内存绑定；

步骤3、所述USB从设备接收所述USB主设备发送的数据，并将所述数据存放至与所述端点绑定的所述内存中；

步骤4、所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定，若所述数据传输未结束，并再次执行步骤2，直至数据传输结束。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：

所述USB主设备自动检测USB端口；

若检测到USB从设备，则所述USB从设备与所述USB主设备连接；

若未检测到，则未连接。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：

步骤2.1、所述USB从设备准备所述端点和所述内存；

步骤2.2、所述USB从设备将所述内存划分为N个内存块并对其排序，其中，所述N个内存块均与所述端点相匹配，N为大于1的整数；

步骤2.3、所述USB从设备将所述端点与所述第M个内存块绑定，其中，M≤N；

步骤2.4、所述USB从设备将所述端点和数据命令发送给所述USB从设备的寄存器。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3.1、所述寄存器接收所述端点和所述数据命令，并根据所述数据命令接收所述USB主设备发送的所述数据；

步骤3.2、所述USB从设备将所述数据存放至所述第M个内存块中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤4.1、所述USB从设备将所述端点和所述第M个内存块解除绑定，所述第M个内存块中携带有所述USB主设备发送的所述数据；

步骤4.2、返回步骤2中的步骤2.3，其中，第M个内存块变更为第M+1个内存块，当所述M+1大于N时，M取值为0，直至数据发送结束。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述USB从设备将所述内存与所述端点解除绑定之后，还包括：

所述USB从设备将所述第M个内存块中的数据拷贝至所述USB从设备的存储空间中，释放所述第M个内存块的内存空间。