在 USB OHCI（Open Host Controller Interface） 规范中，HcPeriodicStart 是一个关键寄存器，用于控制 周期性传输（Periodic Transfers） 的起始帧号。

以下是其详细说明：

1. 作用

HcPeriodicStart 定义了主机控制器（HC）开始处理 周期性传输列表（Periodic List） 的起始帧号（Frame Number）。

  • 周期性传输 包括：
    • 中断传输（Interrupt Transfers）
    • 等时传输（Isochronous Transfers）
      这些传输需要在固定的时间间隔（如每 N 帧）被调度。

2. 寄存器特性

  • 位宽：通常为 15-bit（具体取决于实现，但至少覆盖 14-bit 帧号）。

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  • 有效值范围：0x0000 到 HcFmInterval 寄存器中定义的 最大帧号减 1（例如，若帧列表长度为 1024，则范围为 0–1023）。
  • 复位值：硬件复位后通常为 0x0000。

3. 工作原理

  1. 帧号（Frame Number）：

    • HC 内部维护一个 14-bit 帧计数器，每 1ms 递增一次（对应 USB 的 1ms 帧周期）。
    • 当帧计数器达到 HcFmInterval 中定义的最大值（如 0x2EDF）时，自动回绕到 0。

  2. 周期性列表的触发条件：

    • 当 当前帧号 ≥ HcPeriodicStart 时，HC 开始遍历 Periodic List（存储在内存中的链表结构），执行其中的传输描述符（TDs）。
    • 例如：若 HcPeriodicStart=100，则 HC 会在帧号 100 时开始调度周期性传输。

  3. 与 HcFmInterval 的关系：

    • HcFmInterval 定义了帧列表的总长度（如 1024 帧），而 HcPeriodicStart 决定从哪一帧开始处理周期性传输。
    • 典型配置： 
      HcFmInterval = 0x2EDF;  // 默认帧间隔（对应 11935 μs，约 12ms）
HcPeriodicStart = 0x0000; // 从第 0 帧开始处理 Periodic List

4. 驱动（HCD）的职责

  1. 初始化：

    • 在 HC 初始化阶段，HCD 需设置 HcPeriodicStart 为一个合理的起始帧号（通常为 0）。
    • 示例代码： 
      write_reg(HcPeriodicStart, 0x0000); // 从第 0 帧开始

  2. 动态调整：

    • 若需延迟周期性传输（如电源管理），HCD 可修改 HcPeriodicStart 为未来的帧号： 
      current_frame = read_reg(HcFmNumber); // 读取当前帧号
write_reg(HcPeriodicStart, current_frame + 10); // 10 帧后启动

5. 硬件行为

  • 自动回绕：当帧计数器超过 HcFmInterval 时，HC 会自动回绕到 0，并继续比较 HcPeriodicStart。
  • 与 HcControl 的关系：
    • 仅当 HcControl 中的 HCFS=10b (USBOPERATIONAL) 时，HC 才会处理周期性传输。

6. 典型应用场景

  1. 中断传输调度：

    • 键盘或鼠标等设备的中断传输需每 N 帧执行一次，HcPeriodicStart 确保传输从正确帧开始。

  2. 等时传输同步：

    • 音频设备需要严格的时序，通过 HcPeriodicStart 对齐传输起始点。

  3. 低功耗模式：

    • 在系统挂起前，HCD 可设置 HcPeriodicStart 为一个未来帧号，暂停周期性传输以省电。

7. 注意事项

  • 帧号对齐：HcPeriodicStart 必须小于 HcFmInterval，否则行为未定义。
  • 实时性：修改 HcPeriodicStart 后，需等待若干帧才能生效（取决于当前帧号）。
  • 与 HcRhDescriptorA 的关联：Root Hub 的下游端口状态可能影响周期性传输的实际执行。

总结

HcPeriodicStart 是 OHCI 中 周期性传输的时间调度锚点，通过控制起始帧号确保中断/等时传输按协议要求的时间间隔执行。驱动开发者需合理配置该寄存器以平衡实时性和功耗需求。