これを実験で知るために、EZ-USBのFIFOをスレーブモードで使い、スレーブFIFOに最大48MHzでデータを流し込めるFPGAを作成し、libusbで作ったアプリをLinuxマシンで動かし、IN転送レートを実測しました． INとはPC←USB←FPGAの方向のデータ流のことです．
結論は、ちょっとした最適化が必要だったが、16MBYTE/Secが出た．
16Mbit/Secぢゃないよ (^_^;
測定環境の諸元を記しますと、、、【USB chip】
・EZ-USB FX2LP 56pin
・USB2.0モード
・EP6 IN BULK転送
・FIFO 512BYTEx4 または 1024BYTEx2 のいずれか
・FIFO-FPGAバスは8bit/48MHz
・EPSON NP11
・CPU atom230 (1.6GHz) (L2=512KB)
・メモリ1GB
・Kona Linux 3.0
【FPGA】
・EZ-USB FIFOへ最大48MB/Secでインクリメンタルデータ(32bit)をwriteする
・ただし、EZ-USBがFIFO-fullを表明したら、writeせずに待つ
・FIFO-FPGAバスは8bit/48MHz
・libusb0.1 （libusb1.0ではない）
・EZ-USB EP6へ、IN要求を打ち、IN関数が受信したバイト数を積算する．
・所望のMB数を受信し終えたらexitし、所要時間を表示する．
・受信する作業のみ．
・HDDへのwriteはしない．CRCチェック等もしない． （ホスト処理能力要因を排除するため）
インクリメントデータをダンプして見て、それっぽいデータが採取できたので、USB伝送はマトモと考えて転送レート測定へ進みます．CRCチェックは後日やります．
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今回は、転送レートの結果のみ掲載します．（回路図やソースコードは次回に廻します）
転送レートを測定するパラメータとして、FIFOサイズ(512か1024)と、IN要求数を考えてみました．
１） 512BYTE/FIFO 512BYTE/IN
この設定は、よく使われるバルク転送の設定かと思います．EZ-USBのFIFOが512BYTEなので、ホストのIN要求も512BYTEにしておくのがお行儀が良い感じだよねっていう心です．
がっ、いろんなオーバーヘッドが介在するためか、4MB/Secぐらいしか出ませんでした．これじゃダメだ！！！みたいなショボイ成果です．
FIFOが512BYTEじゃショボイのかな？ と思って、FIFOを1024BYTEにしてみました．1024BYTEはEZ-USBの最大値です．
このトライで、サクッと８MB/Secに改善しました．コマンドオーバーヘッドは相当大きいのでしょう．USB2.0のチャネルレート＝480Mbit/Sec＝60MB/Secが理論上限ですから、まだまだ行けるんじゃないかと思うわたくし．
EZ-USBのFIFOは1024が最大なのであきらめるとして、ホストが発するIN要求を2048BYTEにしてみました．（libusbによると4096が最大らしいが英語なので不詳）
これだと、IN要求一発でFIFO２本を一気に空っぽにするだけのバースト転送が生じているはずです．この使い方ですと、FIFOが一時的に空っぽになってFIFOにデータが積まれるまでボケーっと待つ状況が出現してしまうかもと予想します．だとすると、FPGA→FIFOへのレートも総合的転送レートの制限要因として浮上してくると思われる．現状、FPGA→FIFOは8bit/48MHz(48MB/Sec)にしてあるが、16bitに拡張できるので、その場合はFPGA→FIFOが96MB/Secになって上へ逃げられる公算が高まると推測する．
ともあれ、この設定で16MB/Secを得た．これなら満足．
ホストが発するIN要求を2048BYTEにして改善したので、それじゃぁもっと大きくしようぜってことで3072BYTEにしてみました．
意外なコトに、12MB/Secに劣化してしまいました．
3072BYTEのIN要求だと、FIFO２本で2048BYTEとの相性が悪そうに思うので、FIFO-fullフラグが頻繁に立ち、FPGA→FIFOへの転送レートが制限要因になっているんじゃないかと推測するが、あくまでも推測．この仮説は16bitバスにすりゃ検証できる．
ホストが発するIN要求を4096BYTEにしたところ、2048BYTEの時と同じく16MB/Secでサチッてる．
５－２） 1024BYTE/FIFO 4096BYTE/IN fwrite()でファイルに書き込みした場合
ファイルに書いたらどれだけ遅くなるか？ 13MB/Secなので２割ダウンってとこかと．使ったマシンがとても非力なマシンなので、非力なマシンでもこの程度のダメージという参考になるだろう．
【考察】
昔、テープストリーマでUSB2.0で10MB/Secを出していた．それなりに苦労して10MB/Secだったので、ここでサクッと16MB/Secが出たのは、まぁラッキーと言えると思う．
さらに転送レートを上げる余地があるのかどうか？
１） FPGA→FIFOを16bit/48MHzバスにする
２） ホストをもっと高速のマシンに変更する
３） USBプロトコルアナライザを持っていたら、オーバーヘッドがホストにあるのかEZ-USBにあるのかの当たりをつけられるかもだけど、持ってないので実施は無理っぽい．
なんつって、とりあえず16MB出たのでやる気はないんだけどね．
次回は回路とソースを解説します．
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かしこ
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