[发明专利]在存在长传输延迟的情况下改善USB海量存储设备的性能的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于在计算机和使用通用串行总线(USB)端口的设备之间传输信号的方法和装置，尤其涉及用于在所述的计算机和海量存储设备(mass storage device)之间的传输通路显示出显著的时间延迟时使用这些端口操作USB海量存储设备的方法。

背景技术

通用串行总线(USB)是一种被设计成允许一般的使用者将一系列的外围设备连接到个人计算机的技术。该技术支持所有的普通的外围设备，例如键盘、鼠标、扬声器、操纵杆、摄像机、快闪驱动(flashdrive)、硬盘驱动(hard drive)、DVD驱动以及许多其它设备，目前其在计算机方面的使用很普遍。

USB由计算机和通信市场中最大的七家公司的联盟共同创建。这些公司是Intel(英特尔)，Compaq(康柏)，Microsoft(微软)，NorTel，NEC，Digital和IBM。限定USB的规范(例如，Intel等，通用串行总线规范，修订版1.0，1996年1月；更新的修订版1.1，1998年9月23日；再次更新的修订版2.0，2000年4月；以及后来的更新、补充和修改——以下统称为“USB规范”，该术语可以包括将来的修改和修订)不属于私有的，并且由称为USB Forum的开放的工业组织进行管理。USB规范设立多种遵守USB标准必须符合的准则。USB规范也定义了一些术语，它们的定义是为了这个规范而采用的。

然而，与本发明最相关的，是目前所有已知的USB规范都把设备可以与它的主机PC分开的最大距离限制到5米。使用一连串的USB集线器(Hub)——这些设备的目的是支持对象数目的增加而不是距离的增加——理论上，这个距离限制可以增加到30米。然而这种多Hub的解决方案既是昂贵的又是笨拙的。

在美国专利No.6381666中，其内容在此被并入作为参考，提供了一种用于扩展在主机PC和外围设备之间的距离的方法和装置，它能将可用距离增加到100米或更多。虽然这个方法是有益的，但仍然希望提供可替换的和/或改良的方法和装置来实现上述的效果。

限制USB的范围能扩展的程度的主要因素是传输延迟。USB规范允许的从主计算机到设备并返回到主计算机的单次通信的往返延迟的最大周期是约1.5微秒。1.5微秒的往返延迟预算由大约相等的两个部分构成，即在主计算机和设备之间的两个方向上的传输延迟，以及其次是，设备产生期望的响应所需要的换向时间。美国专利No.6381666中描述的该方法除去了对往返延迟的上限的限制。

虽然美国专利No.6381666中描述的该方法能够在扩展的距离上来操作USB海量存储设备，但是，由于用于批量数据传输的协议，所遇到的时间延迟可能过度地长。为了避免或改进这些过度长的传输延迟，希望进一步改善在往返延迟超过原始规定值时USB海量存储设备的性能。

发明内容

因此，虽然US 6381666中描述的扩展USB技术的范围已经被证明是有用的，但仍然希望通过提供用于利用USB规范使海量存储设备在存在长的传输延迟时能够被使用的改进的方法和装置来改进这个技术。

因此，本发明的目的是，提供在存在大于目前在USB规范下所允许的传输延迟的传输延迟的情况下，使符合所述USB规范的海量存储设备能够通信的改进的方法和装置。

本发明的另一个目的是，使传输延迟对所述USB海量存储设备的如通过有效数据传递率测量的性能的影响最小化。

本发明的另一个目的是，不需要对现有的主计算机、集线器和由该系统支持并在USB协议下操作的设备进行硬件或软件改变。因此，本发明可以并入由常规延迟和扩展的延迟设备构成的网络。

本发明的另一个目的是，该装置非常节省成本，与USB工业所针对的最广泛流行的设备一致。

本发明的另一个目的是，为高速(HS)和全速(FS)海量存储设备提供支持。

本发明的另一个目的是，系统自动检测所述USB海量存储设备的存在并选择用于处理所述设备的方法而不用手动干涉或配置。

本发明的这些以及其它目的将在这里变得明显，并且通过本发明来实现，本发明提供了一种方法和相关的装置，其中将主计算机连接到本地扩展器设备，其又连接到与常规USB外围设备相连的远程扩展器设备，其中在主计算机和USB外围设备之间的信号在本地扩展器和/或远程扩展器中被处理，以便允许主计算机和USB外围设备在存在大于USB规范中通常所允许的传输延迟的传输延迟的情况下工作。尤其是，在主计算机和USB外围设备间的往返传输延迟超过1微秒时，本发明是最有用的。