本期技术专题将介绍在设备端配置 UVC 的方法以及设备端相关应用的实现方法。

1. 概述

本文将介绍在设备端配置 UVC 的方法以及设备端相关应用的实现方法。

2. 关键词介绍

EP

EP代表Endpoint，即端点，usb 传输协议中重要的概念。在USB通信中，数据的传输是通过端点来进行的。一个USB设备可以包含一个或多个端点，每个端点都有唯一的端点地址，用于在设备和主机之间进行数据传输。其中端点的传输方式主要分为控制传输（Control）、批量传输（Bulk ）、终端传输（Interrupt ）、等时传输（Isochronous ）。

interval

在USB传输中，数据传输是以帧为单位进行传输的，interval 也就是帧间隔，是用来描述两个连续的数据传输之间时间间隔的一个参数。

maxpacket

USB 设备是通过 endpoint 进行数据传输的，而 endpoint 进行传输的时候是以包（packet）的形式进行传输的，maxpacket 就定义了对应 endpoint 最大包的大小，单位为字节。

burst

在 USB 通信中，数据传输被分为帧(frame)，每个帧都包含一个特定数量的数据包(packet)。Burst 就是在一个帧周期内，USB 主机或设备发送或接收多个数据包的过程。由于 USB 的带宽是有限的，使用 Burst 可以提高数据传输的速度，从而提高设备的性能。

mult

代表一次传输可以发送多少maxpacket的数量，取决于其EP下的硬件FIFO深度。

isoc

isoc传输是一种基于时间的传输方式，它提供了一种实时传输的机制，用于传输音频和视频等实时数据。isoc传输的特点是固定带宽和数据传输速率，但是对数据包的重传和丢失不作任何处理，因此不适合传输对数据传输延迟和数据完整性要求较高的数据。

bulk

bulk传输是一种面向传输的传输方式，它提供了一种高效的机制，用于传输大量数据。bulk传输的特点是不保证数据传输速率，但是对于数据包的重传和丢失进行了处理，因此适合传输对数据传输延迟和数据完整性要求不高的数据。

PU

PU（Processing Unit）是用于描述视频处理单元的描述符，它包含了视频处理单元的各种属性和控制选项。

XU

XU（Extension Unit）是用于描述扩展单元的描述符，它允许设备厂商定义和支持自定义的功能和控制选项，以扩展设备的功能。

ConfigFs

ConfigFs（Configuration Filesystem）是一个在 Linux 内核中实现的虚拟文件系统，用于配置和管理设备和驱动程序的运行时参数。它通过将设备和驱动程序的配置参数表示为文件和目录的形式，使得用户可以通过修改这些文件和目录来配置和控制设备的行为。

3. 硬件端点说明

端点作为USB传输的唯一实体，设备和主机之间的通信都是由端点来完成，不同的端点配置会对设备的传输速率产生影响，所以下文会对端点配置如何对传输速率的影响有所介绍。此外在使用UVC设备同时可能会复合其他功能，例如RNDIS、DFU，因为每一个硬件端点的资源有限，如果端点参数配置不合理可能会造成EP端点分配不到的情况。

Ispahan系列EP信息 该系列chip只有usb2.0，使用udc-msb250x.ko

Pudding系列EP信息 该系列chip有usb2.0，使用udc-msb250x.ko，也有usb3.0，使用dwc3.ko。

使用udc-msb250x.ko的，EP为：

使用dwc3.ko的，EP为：

Tiramisu系列EP信息，同Pudding系列

Muffin系统EP信息 该系列chip有usb2.0，使用udc-msb250x.ko，也有usb3.0，使用dwc3.ko。

使用udc-msb250x.ko的，EP为：

使用dwc3.ko的，EP为：

Maruko系列EP信息 该系列chip同时有USB2.0 device usb2.0的EP信息为：

Souffle系列EP信息 该系列chip同时有USB2.0和USB3.0 usb2.0的EP信息为：

usb3.0的EP信息为：

3.1. 带宽速度说明

说明：8000代表USB一秒内可以传输的最大次数，USB2.0协议中定义了帧和微帧的概念，每个帧长为1ms，USB高速模式下，每个帧又分为8个微帧，即每个微帧长度为125us。所以理论上1s内USB可以发送的最大次数是8000。

3.1.1. bulk mode 

Interval：1-16

maxpacketsize ：USB2.0协议中最大值可设置为512，USB3.0协议中最大值可设置为1024

burst：1-13 最大值视硬件情况有所改变 

因为bulk的实际带宽会根据视频流的分辨率等因素变化，所以具体传输速率要根据实际Device端的端点配置和Host端的空闲带宽决定。

3.1.2. isoc mode 

usb2.0–>max_loadsize = 8000/（2^(Interval-1)）* maxpacketsize * mult 

usb3.0–>max_loadsize = 8000/（2^(Interval-1)）* maxpacketsize * mult * burst 

取值范围 

Interval：1-16

maxpacketsize ：最大设置为1024

mult：1-3

burst：1-13 最大值视硬件情况有所改变 

例：Interval=1，maxpacketsize =1024，mult=3，burst=5

USB2.0下对应其使用的EP速率为：23.4MB/s

USB3.0下对应其使用的EP速率为：117.1MB/s

3.2. EP端点分配说明

3.2.1. 常用设备EP占用

使用方向 EP占用情况

3.2.2. EP端点分配举例

若目前的USB2.0硬件EP的情况为下表：

如果使用UVC（IN）+UAC（IN）+RNDIS（bulk-IN+bulk-OUT+int-IN），会占用五个EP，如果设置的maxpacketsize为512，可以支持maxpacketsize大于等于512的EP只有四个，所以无法满足分配情况。

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未完待续.