USB-基础概念

2024年5月6日 131次阅读 来源: CoderDock 
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1.USB特性

  • 不同设备类型，统一接口
  • 支持热插拔
  • 灵活的供电方式
  • 多级速率支持

2.分类

  • OHCI主要为非PC系统上以及带有SiShe ALi芯片组的PC主板上的USB芯片
  • UHCI大多为Intel和Via主板上的USB控制器芯片。UHCI的硬件电路比OHCI简单，成本第，但驱动复杂。但他们都是由USB1.1规格的。
  • EHCI是有Intel等几个厂商研发，兼容OHCI UHCI 遵循USB2.0规范

3.层次

设备  ：设备即我们所理解的设备，如一个键盘是一个设备，一个U盘是一个设备
配置  ：配置是功能的集合，如一个USB耳麦能录音和播放，那么就可以存在三种配置
接口  ：如上，就分为录音接口，播放接口
端点  ：比如播放接口会存在两个端点，一个是左声道，一个是右声道
  • 端点是通信的基本单位，并且方向是确定的
  • 管道代表着端点与端点之间通信的能力

4.传输单位

*事务：事务一般由令牌包、数据包（可选）、握手包组成。

  • 令牌包：用来启动一个事务，总是由主机发送。
  • 数据包：可以从主机到设备，也可以由设备到主机，方向由令牌包决定。
  • 握手包：通常情况，数据的接收者发送握手包（ACK或者NAK）。

事务一般由令牌包、数据包（可选）、握手包组成。

  • USB协议规定了四种传输类型：控制传输、批量传输、同步传输、中断传输

    • 控制传输：控制传输事负责向USB设置一些控制信息，传送这种事务的管道是控制管道。控制管道在USB设备中是必须的。控制传送也分为三个阶段，即令牌阶段、数据传送阶段、握手阶段。
    • 中断传输：中断事物的数据量很小，一般用于通知Host某个事件的来临，例如USB鼠标，鼠标移动或者鼠标单击等操作都会通过中断管道来向Host传送事件。也分3个阶段，令牌阶段、数据传输阶段、握手阶段。
    • 同步传输：这是种能保证传输的同步性的事务。如在USB摄像头中传输视频数据的时候会采用这种事务，这种事务能保证每秒有固定的传输量，与Bulk传输不同的是他允许有一定的误码率。同步传输事务只有两个阶段，令牌阶段、数据阶段，因为不关心数据的正确性，所以没有握手阶段。
    • 批量传输：用来传输大量数据，确保没有数据丢失，但不保证在特定时间内完场，U盘使用的就是批量传输。

5.命名

  • sysfs USB命名

2-1:1.0 设备-端口：配置.接口

第二个设备的第一个端口，使用配置0 的接口1

6.驱动架构

USB Core

USB Core提供一些核心算法，为别的设备驱动程序提供服务，提供一个用于访问和控制USB硬件的接口，而不用考虑系统当前是那种主机控制器，

USB Core、USB主机控制器 USB设备驱动三者的关系如下：

Block层 ： Net层 ： Char层 ： ---
-------------------------------
  USB设备驱动程序
-------------------------------
  USB Core
-------------------------------
  USB主机控制器(HCD)
-------------------------------
  硬件

HCD提供主机控制器硬件的抽象，隐藏硬件的细节，HCD只对 USB Core负责。这也就意味着我们写USB驱动，是在调用USB Core接口的基础上进行的。

我们接下来的源码分析就从HCD开始。

    原文作者：CoderDock
    原文地址: https://segmentfault.com/a/1190000012733541
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