2024年6月11日发(作者：戎平良)
USB2.0传输带宽
摘要：针对USB2.0高速数据传输在实际应用中存在的具体问题，深入分析了诸如协
议开销、带宽分配、工作环境、主机硬件结构和操作系统配置、设备驱动程序等影响速度
提高的种种因素。同时重点阐述了USB2.0设备接口中端点FIFO通道和GPIF通用可编程
接口的关键作用。并利用USB2.0控制芯片EZ-USB FX2进行了不同模式下数据传输的实
验．最后在此基础上指出解决高速数据传输问题的几条对策。
1 引言
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是计算机与其外设连接的一种新型接口技
术。尽管在2000年4月27日发布的USB2.0规范中最高传输速度已经达到了480 Mbps(即
60 MB/s)。但是很多USB2.0设备在实际工作时的数据传输速度却与此相差甚远。本文作
者曾为此利用测试软件BusHound对诸如闪存盘、mp3、移动硬盘等典型USB2.0设备进
行速度测试，其结果由表1给出。
由于USB2.0的实际数据传输速度与PC主机和USB设备的诸多因素有关，且其中任
一个因素都有可能成为影响数据传输速度的瓶颈。因此对此进一步地深入探讨是很有必要
的。
2 影响USB2.0数据传输速度的因素分析
(1)USB通信协议的开销
在USB数据通信的过程中，总线上传输的并不只是真正需要的数据信息，还要包括诸
如同步信号、类型标识、校验码、握手信号等各种协议信息。因此实际数据传输的速率根
本没有可能达到总线传输的极限速度480 Mbps。且对不同的传输类型，存在不同的协议
开销。如在USB1.1协议下规定的每毫秒1帧中，对一个设备的中断传输只能进行一次，
考虑中断传输的数据包为64Byte，故可算出这种传输的最大速度只有64 kB/s。
对USB2.0的情况，由于采用了微帧结构，每帧分为8个微帧，且中断传输在每个微
帧下可以传输3个数据包，而每包的数据也增加到1024个字节，故可以算出USB2.0的
中断传输的最大速度提高到8×3×1024 B/ms=24 MB/s。尽管与USB1.1的64 KB/s相
比提高很大，却仍与480
Mbp(60 MB/s)相差很远。
如表2所示.USB2.0中最能体现高速传输特点的应属批量传输类型，其53.24 MB/s
的理论传输速度上限可以说比较接近60MB/s的总线速度极限。因此，如果仅从获取最高
数据传输的目标出发，应当选用批量传输工作方式。
(2)USB带宽的分配
2024年6月11日发(作者：戎平良)
USB2.0传输带宽
摘要：针对USB2.0高速数据传输在实际应用中存在的具体问题，深入分析了诸如协
议开销、带宽分配、工作环境、主机硬件结构和操作系统配置、设备驱动程序等影响速度
提高的种种因素。同时重点阐述了USB2.0设备接口中端点FIFO通道和GPIF通用可编程
接口的关键作用。并利用USB2.0控制芯片EZ-USB FX2进行了不同模式下数据传输的实
验．最后在此基础上指出解决高速数据传输问题的几条对策。
1 引言
USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是计算机与其外设连接的一种新型接口技
术。尽管在2000年4月27日发布的USB2.0规范中最高传输速度已经达到了480 Mbps(即
60 MB/s)。但是很多USB2.0设备在实际工作时的数据传输速度却与此相差甚远。本文作
者曾为此利用测试软件BusHound对诸如闪存盘、mp3、移动硬盘等典型USB2.0设备进
行速度测试，其结果由表1给出。
由于USB2.0的实际数据传输速度与PC主机和USB设备的诸多因素有关，且其中任
一个因素都有可能成为影响数据传输速度的瓶颈。因此对此进一步地深入探讨是很有必要
的。
2 影响USB2.0数据传输速度的因素分析
(1)USB通信协议的开销
在USB数据通信的过程中，总线上传输的并不只是真正需要的数据信息，还要包括诸
如同步信号、类型标识、校验码、握手信号等各种协议信息。因此实际数据传输的速率根
本没有可能达到总线传输的极限速度480 Mbps。且对不同的传输类型，存在不同的协议
开销。如在USB1.1协议下规定的每毫秒1帧中，对一个设备的中断传输只能进行一次，
考虑中断传输的数据包为64Byte，故可算出这种传输的最大速度只有64 kB/s。
对USB2.0的情况，由于采用了微帧结构，每帧分为8个微帧，且中断传输在每个微
帧下可以传输3个数据包，而每包的数据也增加到1024个字节，故可以算出USB2.0的
中断传输的最大速度提高到8×3×1024 B/ms=24 MB/s。尽管与USB1.1的64 KB/s相
比提高很大，却仍与480
Mbp(60 MB/s)相差很远。
如表2所示.USB2.0中最能体现高速传输特点的应属批量传输类型，其53.24 MB/s
的理论传输速度上限可以说比较接近60MB/s的总线速度极限。因此，如果仅从获取最高
数据传输的目标出发，应当选用批量传输工作方式。
(2)USB带宽的分配