基于10GE网络的USB2.0 HUB研究

发布时间：2021-06-22 02:09

　　通用串行总线（USB）作为一种通用的计算机外设接口被广泛使用,随着云服务和共享技术的发展,本地USB设备的远程化成为一个关键问题。本文提出了一种基于10GE网络的高速通用串行总线（USB2.0）HUB,用于将本地USB设备通过网络准实时地与远程的计算机进行通信。本文在深入理解USB2.0相关规范及工作原理的基础上,使用现场可编程逻辑门阵列（FPGA）并配合USB2.0收发器,将USB数据实时打包及解包到10GE网络上传输,采用主动响应的方式解决因网络传输带来的响应时间不确定的问题。系统分为Device端和Host端两个部分,分别用于连接远程计算机和本地USB设备,Device端和Host端之间用10GE网络连接,系统两端分别实现了与USB主机和USB设备的握手,并主动响应主机和设备。系统将主机和设备发送到对端的数据进行打包和解包,并通过10GE网络发送到对端。测试结果表明,本地USB设备可以使用该系统通过网络与远程主机之间进行高速的、准实时的通信,满足了对实时性要求较高的USB2.0设备与远程计算机之间的连接。 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１?ＵＳＢ２．０设备功能模块??２．１．１?ＵＳＢ２．０收发器宏单元??

？同步传输：用于传输流媒体、比如音频等，对可靠性没有要求，但对数据发??送的间隔有要求。??２．４．１控制传输??图２－４显示了控制传输的一般过程，由图可以看出，控制传输分为两个过程，??首先是设置阶段，由ＵＳＢ主机发送ＳＥＴＵＰ令牌和ＤＡＴＡＯ数据给ＵＳＢ设备，??ＵＳＢ设备通过握手包对ＳＥＴＵＰ令牌和ＤＡＴＡＯ数据进行响应，应该回复ＡＣＫ来??表示正确收到主机发送的数据和Ｐ１Ｄ，到此完成了设置阶段。在设置阶段之后是??可选的数据阶段，在数据阶段，数据的传输可能是从＇ｂ：机到设备，也ＫＩ＇能是由设??备到主机，在一方收到对方发送的数据之后需要回复握手包表示数据被正确地接??收到。??在设置阶段和数据阶段（如果有的话）之后是状态阶段，状态阶段是在和前??一个阶段的数据相反的方向发送一个〇字节的数据，比如前一个阶段的传输方向??是ＩＮ，则状态阶段需要返回ＯＵＴ再加０字节的数据，如果前一个阶段的传输方??向是ＯＵＴ，则状态阶段需要返回ＩＮ再加０字节的数据，状态阶段的数据的ＰＩＤ??都是ＤＡＴＡ１，当接收方接收到数据之后返回握手包ＡＣＫ，表示状态阶段的结朿。??Ｌ?Ｉ?Ｐａｃｋｅｔ?｜丨丨?Ｊ］?丽１「?—??ｘ１ｎｓ１ｎｓ１

?北京邮电大学Ｔ程硕士学位论文???图２－５所示的控制传输在设置阶段完成之后没有数据阶段，直接由ＵＳＢ设??备返回０字节的ＩＮ数据包作为状态阶段，然后ＵＳＢ主机返回ＡＣＫ握手包，完??成了状态阶段，也完成了一个没有数据阶段的控制传输过程。??一?｜?Ｐａｃｋｅｔ?叫涵Ｈ?…１?＇…、??ｊ?Ｉ?２４８?Ｉ?ＴＭｌ?０ｘ２Ｄ?｜?０?｜?０?１?０ｘ０８?｜?８?１｜?１３３．３３０?ｎｓ?｜?２００．６６０?ｎｓ?｜?２６．５０１?１１６?９１６?｜??


本文编号：3241899