[发明专利]通用串行总线主机控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)主机控制器，更具体地，涉及一种符合USB2.0规范的精简存储器的USB主机控制器及其控制方法，其能够以精简化的存储器支持USB主机控制器与通用串行总线设备之间的周期传输(Periodic Transfer)与异步传输(Asynchronous Transfer)。

背景技术

USB是一种由Intel和Microsoft开发的外设总线的数据通信标准。最大的特点是支持热插拔(Hot plug)和即插即用(Plug&Play)的功能。当设备插入时，主机枚举(enumerate)此设备并加载所需的驱动程序，因此使用远比PCI和ISA总线方便。通用串行总线可以连接的外部设备有鼠标、键盘、gamepad、游戏杆、扫描仪、数码相机、打印机、硬盘和网络部件等，其应用非常广泛。

USB目前常见的有两个规范，即USB 1.1和USB 2.0。USB1.1规范，其高速方式的传输速率为12兆位/秒(Mbps)，低速方式的传输速率为1.5Mbps。USB2.0规范是由USB 1.1规范演变而来的，传输速率可达到480Mbps，即60MB/s，足以满足大多数外部设备的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”(Enhanced Host Controller Interface，EHCI)定义了一个与USB1.1相兼容的架构，可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB1.1设备。也就是说，所有支持USB1.1的设备都可以直接在USB2.0的接口上使用，而不必担心兼容性问题，而且像USB线、插头等等附件也都可以直接使用。

USB系统的设计为非对称式的，它由一个USB主机(host)控制器和若干通过集线器(Hub)设备以树形连接USB设备所组成。USB主机控制器负责实现主机与USB设备之间的物理数据传输，是构成USB主机不可或缺的核心部件。USB主机控制器与USB设备之间传输数据的管道(Pipe)可分为四种类型：控制传输(Control Transfer)，等时传输(Isochronous Transfer)，中断传输(Interrupt Transfer)和批量传输(Bulk Transfer)。其中，控制传输一般用于短的、简单的对设备的命令和状态反馈，例如用于总线控制的0号管道，0号管道是USB设备必备的管道，用于控制总线上的设备，其编号为0；等时传输是按照保障连续的速度(可能但不必然是较快地)传输，可能有数据丢失的问题，例如实时的音频、视频；中断传输用于必须保证尽快反应的设备(仅容许有限延迟)，例如鼠标、键盘；而批量传输是使用余下的带宽大量地(但是没有对于延迟、连续性、带宽和速度的保证)传输数据，例如普通的文件传输。根据这四种传输类型的特点，一般将等时传输与中断传输统称为周期传输(Periodic Transfer)，将控制传输与批量传输统称为异步传输(Asynchronous Transfer)。

USB主机控制器作为USB主机的核心部件，其下最多可以有5级Hub，包括各级的Hub在内，最多可以连接127个USB设备，而USB主机可以同时有多个USB主机控制器。由于现今USB的应用日益广泛，如何设计低成本，小面积，高效能的USB主机控制器芯片，已成为USB系统设计中的一大焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种符合USB2.0规范的精简存储器的USB主机控制器及其控制方法，其能够以精简化的存储器支持该USB主机控制器与USB设备之间的周期传输与异步传输。

根据本发明的一个方面，提供一种USB主机控制器，包括第一控制器，用来控制主机与通用串行总线设备间的第一传输；第二控制器，用来控制该主机与该通用串行总线设备间的第二传输；以及第一存储器，分别耦接于该第一控制器与该第二控制器，用来缓存该主机控制器与该通用串行总线设备间传输的数据；其中，于该第一传输阶段，该第一控制器存取该第一存储器，于该第二传输阶段，该第二控制器存取该第一存储器。

根据本发明的一个方面，提供一种应用于USB主机控制器的控制方法，包括步骤：于第一传输阶段，通过第一控制器存取第一存储器以执行该主机控制器与通用串行总线设备间的第一传输；于第二传输阶段，通过第二控制器存取该第一存储器以执行该主机控制器与该通用串行总线设备间的第二传输；其中，该第一控制器与该第二控制器都是通过第一直接存储器存取引擎存取该第一存储器。