1.描述符布局

如圖為 bulk 傳輸描述符布局，相對(duì)于同步傳輸，批量傳輸只有一個(gè)可選擇的配置，沒(méi)有備用配置。

VideoControl ：無(wú)變化

VideoStream：只有一個(gè) bAlternateSetting（刪除alt=1描述符）。同時(shí)支持bulk in 端點(diǎn)。

需要修改的地方：

staticstructusb_interface_descriptoruvc_streaming_intf_alt0={
.bLength=USB_DT_INTERFACE_SIZE,
.bDescriptorType=USB_DT_INTERFACE,
.bInterfaceNumber=UVC_INTF_VIDEO_STREAMING,
.bAlternateSetting=0,
.bNumEndpoints=1,/*alt0掛一個(gè)bulk端點(diǎn)*/
.bInterfaceClass=USB_CLASS_VIDEO,
.bInterfaceSubClass=UVC_SC_VIDEOSTREAMING,
.bInterfaceProtocol=0x00,
.iInterface=0,
};

端點(diǎn)描述符：

staticstructusb_endpoint_descriptoruvc_hs_streaming_ep={
.bLength=USB_DT_ENDPOINT_SIZE,
.bDescriptorType=USB_DT_ENDPOINT,
.bEndpointAddress=USB_DIR_IN,
.bmAttributes=USB_ENDPOINT_XFER_BULK,
.wMaxPacketSize=512,
.bInterval=0,
};

2. 控制流程

根據(jù)USB規(guī)范可知，同步傳輸方式是只要帶中帶有同步端點(diǎn)的接口，系統(tǒng)會(huì)定時(shí)從設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)，無(wú)論設(shè)備中是否有數(shù)據(jù)。而如要停止數(shù)據(jù)的傳輸，只需要選中不帶有同步端點(diǎn)的接口即可。

USB同步傳輸這種靈活的數(shù)據(jù)傳輸方式是依靠視頻流接口的轉(zhuǎn)換接口即我們常說(shuō)的備份接口實(shí)現(xiàn)的。在默認(rèn)情況下數(shù)據(jù)不傳輸時(shí)，視頻數(shù)據(jù)流接口和備份接口ID為0，其它的備份接口是可根據(jù)視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇笮】砂葱柽x擇。

我們知道，批量傳輸只有一個(gè)可選擇的altsetting ，那么如何知道設(shè)備控制設(shè)備的開(kāi)流和關(guān)流動(dòng)作呢？

2.1 stream on

使用視頻流接口的VS_COMMIT_CONTROL 提交給設(shè)備，讓其以指定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣。

2.2 stream off

關(guān)流操作，通過(guò)抓包可以看到，通過(guò)發(fā)送一個(gè)clear_halt 請(qǐng)求，來(lái)中斷流的操作。

2.3 代碼分析

基于 linux 4.14.281 內(nèi)核版本：分析host 端uvc 開(kāi)關(guān)流流程

drivers/media/usb/uvc/uvc_queue.c

開(kāi)流操作：uvc_start_streaming

staticintuvc_start_streaming(structvb2_queue*vq,unsignedintcount)
{
structuvc_video_queue*queue=vb2_get_drv_priv(vq);
structuvc_streaming*stream=uvc_queue_to_stream(queue);
unsignedlongflags;
intret;

queue->buf_used=0;

ret=uvc_video_enable(stream,1);
if(ret==0)
return0;

spin_lock_irqsave(&queue->irqlock,flags);
uvc_queue_return_buffers(queue,UVC_BUF_STATE_QUEUED);
spin_unlock_irqrestore(&queue->irqlock,flags);

returnret;
}

關(guān)流操作：uvc_stop_streaming

staticvoiduvc_stop_streaming(structvb2_queue*vq)
{
structuvc_video_queue*queue=vb2_get_drv_priv(vq);
structuvc_streaming*stream=uvc_queue_to_stream(queue);
unsignedlongflags;

uvc_video_enable(stream,0);

spin_lock_irqsave(&queue->irqlock,flags);
uvc_queue_return_buffers(queue,UVC_BUF_STATE_ERROR);
spin_unlock_irqrestore(&queue->irqlock,flags);
}

重點(diǎn)關(guān)注：uvc_video_enable

/*
*Enableordisablethevideostream.
*/
intuvc_video_enable(structuvc_streaming*stream,intenable)
{
intret;

if(!enable){
uvc_uninit_video(stream,1);
if(stream->intf->num_altsetting>1){
usb_set_interface(stream->dev->udev,
stream->intfnum,0);
}else{
/*UVCdoesn'tspecifyhowtoinformabulk-baseddevice
*whenthevideostreamisstopped.Windowssendsa
*CLEAR_FEATURE(HALT)requesttothevideostreaming
*bulkendpoint,mimicthesamebehaviour.
*/
unsignedintepnum=stream->header.bEndpointAddress
&USB_ENDPOINT_NUMBER_MASK;
unsignedintdir=stream->header.bEndpointAddress
&USB_ENDPOINT_DIR_MASK;
unsignedintpipe;

pipe=usb_sndbulkpipe(stream->dev->udev,epnum)|dir;
usb_clear_halt(stream->dev->udev,pipe);
}

uvc_video_clock_cleanup(stream);
return0;
}

ret=uvc_video_clock_init(stream);
if(retctrl);
if(retdev->udev,stream->intfnum,0);
error_commit:
uvc_video_clock_cleanup(stream);

returnret;
}

分析代碼可知：

首先判斷是否關(guān)流操作；

如果是，判斷接口的可選配置是否大于1，如果大于1，發(fā)送usb_set_interface(intfnum,0) 關(guān)流，否則發(fā)送usb_clear_halt 請(qǐng)求；

如果是開(kāi)流操作，發(fā)送commit 請(qǐng)求

然后初始化 video

/*
*Initializeisochronous/bulkURBsandallocatetransferbuffers.
*/
staticintuvc_init_video(structuvc_streaming*stream,gfp_tgfp_flags)
{
structusb_interface*intf=stream->intf;
structusb_host_endpoint*ep;
unsignedinti;
intret;

stream->sequence=-1;
stream->last_fid=-1;
stream->bulk.header_size=0;
stream->bulk.skip_payload=0;
stream->bulk.payload_size=0;

uvc_video_stats_start(stream);

if(intf->num_altsetting>1){
structusb_host_endpoint*best_ep=NULL;
unsignedintbest_psize=UINT_MAX;
unsignedintbandwidth;
unsignedintuninitialized_var(altsetting);
intintfnum=stream->intfnum;

/*Isochronousendpoint,selectthealternatesetting.*/
bandwidth=stream->ctrl.dwMaxPayloadTransferSize;

if(bandwidth==0){
uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO,"Devicerequestednull"
"bandwidth,defaultingtolowest.
");
bandwidth=1;
}else{
uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO,"Devicerequested%u"
"B/framebandwidth.
",bandwidth);
}

for(i=0;inum_altsetting;++i){
structusb_host_interface*alts;
unsignedintpsize;

alts=&intf->altsetting[i];
ep=uvc_find_endpoint(alts,
stream->header.bEndpointAddress);
if(ep==NULL)
continue;

/*Checkifthebandwidthishighenough.*/
psize=uvc_endpoint_max_bpi(stream->dev->udev,ep);
if(psize>=bandwidth&&psize<=?best_psize)?{
????altsetting?=?alts->desc.bAlternateSetting;
best_psize=psize;
best_ep=ep;
}
}

if(best_ep==NULL){
uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO,"Nofastenoughaltsetting"
"forrequestedbandwidth.
");
return-EIO;
}

uvc_trace(UVC_TRACE_VIDEO,"Selectingalternatesetting%u"
"(%uB/framebandwidth).
",altsetting,best_psize);

ret=usb_set_interface(stream->dev->udev,intfnum,altsetting);
if(retaltsetting[0],
stream->header.bEndpointAddress);
if(ep==NULL)
return-EIO;

/*Rejectbrokendescriptors.*/
if(usb_endpoint_maxp(&ep->desc)==0)
return-EIO;

ret=uvc_init_video_bulk(stream,ep,gfp_flags);
}

if(returb[i],gfp_flags);
if(retdev->quirks&UVC_QUIRK_RESTORE_CTRLS_ON_INIT)
uvc_ctrl_restore_values(stream->dev);

return0;
}

從這段代碼可以看出，如果altsetting 大于1 走同步傳輸，發(fā)送usb_set_interface(intfnum, altsetting) ,選擇合適帶寬配置。然后初始化同步傳輸管道。

否則，初始化 同步傳輸管道，提交傳輸。

3. 其他注意點(diǎn)

對(duì)比同步傳輸和批量傳輸我們可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于uvc 批量傳輸, 由于沒(méi)有同步傳輸類似的多個(gè)可選配置，所以沒(méi)法靈活控制開(kāi)流關(guān)流操作。特別是在linux 平臺(tái)下，要切換不同的格式和分辨率的時(shí)候沒(méi)有同步傳輸方便。

故，筆者覺(jué)得同步傳輸適合傳固定數(shù)據(jù)，或者對(duì)usb camera 做中轉(zhuǎn)使用比較合適。

對(duì)于批量傳輸如果能充分發(fā)送usb 吞吐量，(USB2.0)一個(gè)微幀傳輸13個(gè)packet，理論帶寬將近50MB/s, 筆者實(shí)際測(cè)試能達(dá)到47MB/s，對(duì)于YUYV圖像能夠極大提高幀率。