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非常扎實的系統開發能力，一個是引擎控制程式的撰寫，當然啊，這一部分不是我天生就會的
而是從國外的量產韌體程式學到的，沒有花俏的、疊床架屋的程式架構，卻在每一段程式裡
都隱含著系統物理理論與軟體程式方法的關聯性，讓你真的從"系統開發"角度去寫程式。
第二個當然就是USB 系統開發，這一部分當然就是從IC 設計業裡，很基礎的系統晶片開發，
除錯再到SOC 的第一套範例程式生成，也延伸到後來到單晶片MCU 的系統開發，也練就了
非常實用且務實的系統開發與設計能力，包括後來在機車ABS 系統測試系統中，能夠很快的
掌握一些國外設備或測試軟硬體的核心重點，對於學習許多新玩意，都能達到事半功倍的
效果。或許，這個就一個"資深工程師"所必須歷練的心路歷程吧。)
USB DIY 講座 （二） --- USB 特質
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接下來，我繼續先說明有關USB 的基本認知，或許，您想作的東西，跟我的內容不是
很相稱，對不起，我也不知該如何滿足您，說真的， 技術的東西，怎麼講也講不完的，
也不可能涵蓋所有的東西，但我相信這些基本的概念，至少讓我做一些相關的東西時，
卻是得心應手 ，我不是很厲害，厲害的是訂出規格的人，用這樣一個簡單的規格，
卻能讓我們玩出這麼多花樣， 才是真正厲害的人。
所以，我常建議有理想有抱負的年輕人，您若有機會出去國外走走或甚至 唸書，
請不要客氣。可別只為了貪圖眼前的股票紅利喔。
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特質三：USB 到底可以多快？ (我才不要講規格的東西，眼見為憑！）
我們是工程師，講的事事求是的精神，上圖是一個 Bulk Out 傳輸內容，兩個SOF
(見下面特質6的說明）的間隔是 1mSec ，我們傳了 17 個 Packets ，所以是：
17x64 Bytes/1mSec = 1.088 MB/Sec = 8.704 Mbps <12 Mbps，為什麼會小於 12Mbps 呢？
因為在傳輸過程中，還要塞進 PID/ACK/CRC 等這些Token ，所以，以我們要傳的資料
內容來說，是不可能達到 12 Mbps 的。
您不要看我上面的傳輸的很漂亮，連一個NAK 都沒出現。您知道嗎？
只要您 USB Device 的 MCU (如8051 不管是12 T 或 4T) 只要有任何一點遲疑的話，
我指的是像去 Movx 一個Registers 時，就會塞進好幾個 NAK ，您傳輸的速度，
當場就會被拉下來，因為USB 的Protocol 是不等您的。
這樣您就會瞭解，人家說USB 控制器內的MCU 性能是一項很重要的關鍵了。
另外一點是，像我上圖的內容來說：Bulk out 是PC將資料往外傳，
如果您 USB Device 的 Data Buffer 不夠大的話，您也勢必要先對USB 喊暫停（回NAK），
再用MCU把資料移走或處理掉，否則，您又會對USB 這條高速公路造成塞車。
明顯的，除了USB 內的控制器的MCU 執行速度的快慢會影響USB 速度外，
您USB 控制器內的Buffer 容量也是一個重要關鍵。
所以，您不真的一味的聽信說：USB 2.0 很快。如果以我上述的問題關鍵
您視而不見的話，您還是開一台破車在一條筆直的戰備道上。
同理，若您的傳輸方向的Bulk In (PC跟您的 USB Device 要資料)，您USB Device 的
資料若處理來不及給USB 來抓走的話，也是一樣。PC USB來問完就走了。
因為您一定得回NAK，叫他等一等，這樣子，您覺得您可以怪USB 太慢嗎？
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特質四：An Endpoint Is an addressable FIFO
<<>> USB Specification: a source or sink of data
<<<>>> CONTROL : endpoint is bi-directional
<<<>>> Others are uni-directional
<<>> Four address bits plus a direction bit selects between 32 buffers (FIFOs)
<<>> Different USB chips support
<<<>>> Various numbers of endpoints
<<<>>> Various buffer sizes
| 其實，每一個endpoint 您就把他想像成一個水管（在術語上他也是稱為Pipe)，然後， 他每一個都有自己的方向與所指到的資料記憶體儲存空間。然後，在第一項中所指 的CONTROL pipe ，其實，在應用上就很好用了，我再想他大概就可以取代一部份 UART的功能了。我們不是喜歡透過 RS232 來下一些命令（甚至帶參數的）， 然後，再讀一些外面周邊的一些回應嗎？，這個CONTROL pipe 因為是雙向的， 所以，就已經很夠用了。講一個您看規格可能看不到的東西：您知道嗎？ 一次的 Control In 或Control out 最多可以傳 4KBytes (USB 1.1) 的資料。 以傳命令來說：夠大了吧。這個現象好像是作業系統底層的關係。 您可能要問一下Microsoft ~ 他大概也不會跟您講原因吧？！ 另外是，因為每一個 Endpoint 在傳輸過程中，都會指向某一個記體體空間， 所以，我是認為Endpoint 夠用就好了，否則，是很浪費空間的。 Cypress 的USB 控制晶片，好像他的Endpoint 都不少，所以，他賣得貴不是沒道理的。 |
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<<>> Bulk: "巨量？ 怪怪的翻譯"
<<<>>> Guaranteed accuracy , but delivery time is variable. 作Tools 介面最好了。"高速HID 也可以"
<<<>>> Best for "bursty" data
<<>> Isochronous: 。 相對"巨量"來說，這才是巨量。只不過，用"同步"比較傳神。
<<<>>> Guaranteed delivery time, but accuracy is not guaranteed. 這就是同步：像影音資料。稍縱即逝。
<<>> Control :
<<<>>> Enumeration and device control.簡單來說，就是下命令用的。(您也可以拿來傳資料。）
<<>> Interrupt:
<<<>>> Predictable polling time.低速用的，不過您可只為了這個功能犧牲掉您USB 的Performance。
(補充說明：在高速的HID 應用下，也可以視為簡易型的Control，至是他的通訊協定較簡化，如果沒有帶
Report ID 的話，使用條件容易受限。)
對於這四種傳輸方式來說，對一般人來說，應該還是主要是Control 及Bulk ，以相對
取代RS232 或Parallel 來說，也是這兩個。但許多人，不知是為了貪便宜呢？
還是真的不是很瞭解USB ，還真的常用Interrupt 。說真的，我們都知道，
所謂HID 或為了Polling 外面周邊像按鍵來說：除非就像鍵盤，笨得只是按鍵用。
否則，一般的應用還有許多功能，您可別忘了，USB Device 是要寫程式的，所以，
對鍵盤這種東西，我們還是會以傳統方式來Debounce 來讀鍵盤，然後，再將讀到
的擲回傳給主機。您想想：Setup Control token 至少每 3mSec 就會來一次，
您覺得用主機來作比較有效率呢？還是直接用Device 的單晶片來作比較好呢？！
另外，若是Isochronous 的傳輸來說，因為您在主機上還有一個很上層的應用程式，
您若軟體的功力不足的話，就算您USB 速度夠，您寫出來的應用程式，還會有所謂
影音不同步，或是像社會新聞中，那種定格監視器拍到的東西一樣，能看嗎？！
所以，以一般來說，我還是以大眾需求為主，講Control 及Bulk 就好了。若您要問我
其他的～抱歉！沒興趣。
(補充說明：HID 不是不能用，我後來也幾乎都是用高速的HID，只是HID 的宣告真的比較
複雜一點，這一部分真的需要比較多的經驗與實戰經驗才可以駕輕就熟。
當然啊~在HOST 端(就是PC 啦)，他的軟體架構也略稍微不同，這一部分也都需要花額外的
時間與精力才能完全掌握系統開發的重點。)
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特質六：USB Transfers Occur in 1ms Frames (USB 1.1)
<<>> Host Sends "SOF" (Start of Frame) token every 1mSec . 這是鐵律！
<<>> Host schedules packets inside frames. 您一定要有這個觀念。
<<>> Isochronous data FIFOS "ping-pong" every SOF. 記住，這個東西是很會搶頻寬的。
(補充說明：這張圖是告訴你：在固定的兩個SOF 之間只有 1mS，如果在傳輸過程中，
有不同的傳輸模式，就是那四種顏色示意，越往左邊的東西，是越會搶頻寬的。
就是說它的傳輸優先順序是比較高的...)
從上圖，您就會很明瞭的發現了。注意喔，USB 裝置是串接的，當同一PORT上面接了
這幾種傳輸介面時，是會搶頻寬的。就可憐的就是Bulk ，撿人家剩下的。
這是由主機決定的。但在早期還分OHCI 及UHCI 兩大陣營時，現象是有一點不太一樣，
但基本觀念是一樣的。(註：所謂OHCI 指的是主機板南橋規格：像ALI 及SIS 就是；
而UHCI指的就是INTEL及VIA 南橋晶片）據我所知，有多USB 控制晶片也有提供
所謂SOF 中斷向量，以我的經驗是，這是留給萬一USB 控制晶片有碰到一些
相容性問題時，動用的，否則，您一旦打開（Enabel,致能）這個中斷功能，
包您的Device 的單晶片，什麼事都不用作了，您想一想，就算是您的8051是4T的，
光push/pop 進進出出中斷，就可憐了，更何況您用高階C語言。
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