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关于usb:USB传输速率

USB 不同协定的实践带宽

俗称 官网命名 实践带宽 最大输入电流
USB 1.0 USB 2.0 Low-Speed 1.5Mbps 5V/500mA
USB 1.1 USB 2.0 Full-Speed 12Mbps 5V/500mA
USB 2.0 USB 2.0 High-Speed 480Mbps 5V/500mA
USB 3.0 USB 3.2 Gen 1 5Gbps 5V/900mA
USB 3.1 USB 3.2 Gen 2 10Gbps 20V/5A
USB 3.2 USB 3.2 Gen 2×2 20Gbps 20V/5A
USB4 USB4 40Gbps

之所以有 俗称 官网命名 两个名字,次要是因为 USB-IF 闲着没事就改名字玩。

不同传输类型的带宽调配

传输类型 带宽分配情况
控制传输(Control Transfer) 为低速和全速非周期传输保留 10%;
为高速非周期传输保留 20%
批量传输(Bulk Transfer) 依据总线上的带宽状况进行调配
中断传输(Interrupt Transfer) 要求低速 / 全速端点的任意帧为周期传输调配不超过 90%;
要求高速端点的任意帧为周期传输调配不超过 80%
等时传输(Isochronous Transfer) 要求全速端点的任意帧为周期传输调配不超过 90%;
要求高速端点的任意帧为周期传输调配不超过 80%

Low Speed 最大速率

USB Host 的实践最大速率:

传输类型 数据包范畴(Byte) 协定开销(Byte) 数据包大小(Byte) 每帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 8 63 8 3 0.024
中断传输 1 ~ 8 19 8 6 0.048

USB Device 的实践最大速率:

传输类型 数据包范畴(Byte) 协定开销(Byte) 数据包大小(Byte) 每帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 8 63 8 3 0.024
中断传输 1 ~ 8 19 8 1 0.008

注:表中的 数据包大小 每帧传输次数 最大速率 时的配置,不代表可选最大值。帧距离为 1ms

Full Speed 最大速率

USB Host 的实践最大速率:

传输类型 数据包范畴(Byte) 协定开销(Byte) 数据包大小(Byte) 每帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 64 45 64 13 0.832
中断传输 1 ~ 64 13 64 19 1.216
批量传输 1 ~ 64 13 64 19 1.216
等时传输 1 ~ 1023 9 64/128/256 20/10/5 1.28

USB Device 的实践最大速率:

传输类型 数据包范畴(Byte) 协定开销(Byte) 数据包大小(Byte) 每帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 64 45 64 13 0.832
中断传输 1 ~ 64 13 64 1 0.064
批量传输 1 ~ 64 13 64 19 1.216
等时传输 1 ~ 1023 9 1023 1 1.023

注:表中的 数据包大小 每帧传输次数 最大速率 时的配置,不代表可选最大值。帧距离为 1ms

High Speed 最大速率

USB Host 的实践最大速率:

传输类型 数据包范畴(Byte) 协定开销(Byte) 数据包大小(Byte) 每微帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 64 173 64 31 15.872
中断传输 1 ~ 3072 55 512 23 47.104
批量传输 1 ~ 512 55 512 13 53.248
等时传输 1 ~ 3072 38 512 23 47.104

USB Device 的实践最大速率:

传输类型 数据包范畴(Byte) 协定开销(Byte) 数据包大小(Byte) 每微帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 64 173 64 31 15.872
中断传输 1 ~ 1024 55 1024 3 24.576
批量传输 1 ~ 512 55 512 13 53.248
等时传输 1 ~ 1024 38 1024 3 24.576

注:表中的 数据包大小 每帧传输次数 最大速率 时的配置,不代表可选最大值。微帧距离为 125ums。

    * 中断传输和等时传输中数据包大于 1024 时,须要应用 high-speed endpoint 进行传输。*


USB 3.2 Gen 1 最大速率

USB 3.2 SPEC 中没有明确给出各种传输的速率配置。下表的 最大速率 应用最大的 Packet Size 计算得出,不肯定正确。

传输类型 数据包范畴(Byte) 数据包大小(Byte) 每微帧传输次数 最大速率(MB/s)
控制传输 1 ~ 512 512 114 466.944
中断传输 1 ~ 1024 1024 3 24.576
批量传输 1 ~ 1024 1024 57 466.944
等时传输 1 ~ 1024 1024 48 393.216

注:微帧距离为 125ums。

参考文档:

【USB 笔记】USB2.0 不同传输类型下的实践最大速率

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