USB网络控制通讯NCM
USB-NCM数据传输模型
2025-07-07
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1. 规范适用范围
- 设备类型：
支持 USB连接的外部网络适配器，需模拟 IEEE 802家族的第2层（数据链路层）网络功能（如以太网帧传输）。 - 合规性要求：设备必须符合以下标准之一：
注：NCM设备可以是 复合设备（Composite Device，例如同时集成网络和存储功能的USB设备），需遵循 [USBWMC11] 的定义。
2. NCM的核心优势
- 高效数据传输：
- 批量封装：在单个USB批量传输（Bulk Transfer）中封装多个数据报（datagrams），减少中断开销（interrupt overhead）。
- 接收端优化：发送方可灵活排列数据报，接收端无需大量数据拷贝即可直接处理，提升吞吐量。
3. 数据封装格式
NCM定义了两种封装方式，适配不同USB速率：
| 封装类型 | 最大容量 | 适用场景 | 兼容性 |
|---|---|---|---|
| 64KiB封装 | 40个标准以太网帧（1514字节/帧） | USB 2.0 High Speed（480 Mbps） | 传统设备兼容性 |
| 4GiB封装 | 超大块数据传输 | USB 3.0 SuperSpeed（5 Gbps） | 支持高速率需求 |
4. NCM的功能接口
NCM设备需实现两个逻辑接口：
| 接口类型 | 功能 | 端点配置 |
|---|---|---|
| NCM通信接口（Communications Interface） | 配置和管理网络（如连接状态、QoS参数） | 控制端点（Control Endpoint） |
| NCM数据接口（Data Interface） | 传输实际数据（如以太网帧） | Bulk-In/Out端点（批量传输） |
关键点：
- 主机通常通过 单一驱动程序 统一管理这两个接口。
- 控制与数据流的逻辑关系见文档中的 图2-1（逻辑连接）和 图2-2（控制与数据连接示意图）。
5. 典型应用场景
- USB以太网适配器：将USB接口转换为有线网络（IEEE 802.3）。
- 蜂窝调制解调器：通过NCM传输4G/5G数据。
- 嵌入式设备联网：在资源受限的设备中高效实现USB网络功能。
NCM通过 批量传输优化 和 灵活封装机制，在兼容USB 2.0/3.0的同时，显著提升了数据传输效率（减少中断和拷贝开销）。
开发此类设备时，需严格遵循接口、端点及数据格式的定义，并参考引用的底层规范（如[USBCDC12]）。
