Linux下的USB总线驱动(01)——USB理论
发布日期:2021-09-27 14:12:38 浏览次数:4 分类:技术文章

本文共 2484 字,大约阅读时间需要 8 分钟。

原文链接地址:http://www.linuxidc.com/Linux/2012-12/76197.htm1.      USB概念概述USB1.0版本速度1.5Mbps(低速USB) USB1.1版本速度12Mbps(全速USB) USB2.0版本速度480Mbps(高速USB)USB驱动由USB主机控制器驱动和USB设备驱动组成。USB主机控制器是用来控制USB设备和CPU之间通信的,USB主机控制器驱动主要用来驱动芯片上的主机控制器硬件。USB设备驱动主要是指具体的例如USB鼠标,USB键盘灯设备的驱动。一般的通用的Linux设备,如U盘、USB鼠标、USB键盘,都不需要工程师再编写驱动,需要编写的是特定厂商、特定芯片的驱动,而且往往也可以参考内核中已经提供的驱动模板。USB只是一个总线,真正的USB设备驱动的主体工作仍然是USB设备本身所属类型的驱动,如字符设备、tty设备、块设备、输入设备等。2.      USB主机控制器USB主机控制器属于南桥芯片的一部分,通过PCI总线和处理器通信。USB主机控制器分为UHCI(英特尔提出)、OHCI(康柏和微软提出)、 EHCI。其中OHCI驱动程序用来为非PC系统上以及带有SiS和ALi芯片组的PC主办上的USB芯片提供支持。UHCI驱动程序多用来为大多数其他 PC主板(包括Intel和Via)上的USB芯片提供支持。ENCI兼容OHCI和UHCI。UHCI的硬件线路比OHCI简单,所以成本较低,但需要较复杂的驱动程序,CPU负荷稍重。主机控制器驱动程序完成的功能主要包括:解析和维护URB,根据不同的端点进行分类缓存URB;负责不同USB传输类型的调度工作;负责USB数据的实际传输工作;实现虚拟跟HUB的功能。3.      USB设备与USB驱动的匹配USB设备与USB驱动怎么匹配的呢?实际上USB设备中有一个模块叫固件,是固件信息和USB驱动进行的匹配。固件是固化在集成电路内部的程序代码,USB固件中包含了USB设备的出厂信息,标识该设备的厂商ID、产品ID、主版本号和次版本号等。另外固件中还包含一组程序,这组程序主要完成 USB协议的处理和设备的读写操作。USB设备固件和USB驱动之间通信的规范是通过USB协议来完成的。4.      USB设备的逻辑结构和端点的传输方式USB设备的逻辑结构包括设备、配置、接口和端点,分别用usb_device、usb_host_config、 usb_interface、usb_host_endpoint表示。端点的传输方式包括控制传输、中断传输、批量传输、等时传输。控制传输主要用于向设备发送配置信息、获取设备信息、发送命令到设备,或者获取设备的状态报告。控制传输一般发送的数据量较小,当USB设备插入时,USB核心使用端点0对设备进行配置,另外,端口0与其他端点不一样,端点0可以双向传输。中断传输就是中断端点以一个固定的速度来传输较少的数据,USB键盘和鼠标就是使用这个传输方式。这里说的中断和硬件上下文中的中断不一样,它不是设备主动发送一个中断请求,而是主机控制器在保证不大于某个时间间隔内安排一次传输。中断传输对时间要求比较严格,所以可以用中断传输来不断地检测某个设备,当条件满足后再使用批量传输传输大量的数据。批量传输通常用在数据量大、对数据实时性要求不高的场合,例如USB打印机、扫描仪、大容量存储设备、U盘等。等时传输同样可以传输大批量数据,但是对数据是否到达没有保证,它对实时性的要求很高,例如音频、视频等设备。5.      USB的URB请求块USB请求块(USBrequest block,urb)是USB主机控制器和设备通信的主要数据结构,主机和设备之间通过urb进行数据传输。当主机控制器需要与设备交互时,只需要填充一个urb结构,然后将其提交给USB核心,由USB核心负责对其进行处理。URB处理流程:Step1:创建一个URB结构体usb_alloc_urb()Step2:初始化,被安排一个特定的USB设备的特定端点。fill_int/bulk/control_urb()Step3:被USB设备驱动提交给USB核心usb_submit_urb(),注意GPF_ATOMIC,GPF_NOIO,GPF_KERNEL的使用区别。Step4:提交由USB核心指定的USB主机控制器驱动,被主机控制器驱动处理,进行一次到USB设备的传输,该过程由USB核心和主机控制器完成,不受USB设备驱动控制Step5:当urb完成,USB主机控制器驱动通知USB设备驱动。简单的批量与控制URB有时候USB驱动程序只是从USB设备上接收或发送一些简单的数据,这时候可以使用usb_bulk/control_msg()完成,这两个函数是同步的,因此不能在中断上下文和持有自旋锁的情况下使用。6.      USB的枚举过程内核辅助线程khubd用来监视与该集线器连接的所有端口,通常情况下,该线程处于休眠状态,当集线器驱动程序检测到USB端口状态变化后,该内核线程立马唤醒。USB的枚举过程:USB的枚举过程是热插拔USB设备的起始步骤,该过程中,主机控制器获取设备的相关信息并配置好设备,集线器驱动程序负责该枚举过程。枚举过程主要分如下几步:Step1:根集线器报告插入设备导致的端口电流变化,集线器驱动程序检测到这一状态变化后,唤醒khubd线程。Step2:khubd识别出电流变化的那个端口Step3:khubd通过给控制端点0发送控制URB来实现从1-127中选出一个数作为插入设备的批量端点Step4:khubd利用端口0使用的控制URB从插入的设备那里获得设备描述符,然后获得配置描述符,并选择一个合适的。Step5:khubd请求USB核心把对应的客户驱动程序和该USB设备挂钩。

 

转载于:https://www.cnblogs.com/MMLoveMeMM/articles/4105654.html

转载地址:https://blog.csdn.net/FLY_THINK2012/article/details/101840940 如侵犯您的版权,请留言回复原文章的地址,我们会给您删除此文章,给您带来不便请您谅解!

上一篇:横向滑动ViewGoup(左边菜单右边内容)效果的实现
下一篇:Android之PopupWindow弹出对话框

发表评论

最新留言

做的很好,不错不错
[***.243.131.199]2024年03月20日 20时12分31秒

关于作者

    喝酒易醉,品茶养心,人生如梦,品茶悟道,何以解忧?唯有杜康!
-- 愿君每日到此一游!

推荐文章

华为100万部鸿蒙,2019年Q4发布 华为100万部鸿蒙OS手机已开测 2019-04-21
android+大富翁+局域网,【图片】大富翁6局域网(LAN)多人联机教程(求精)_大富翁吧_百度贴吧... 2019-04-21
rn webview加载本地静态html,React Native - Webview 加载本地文件 2019-04-21
dax powerbi 生成表函数_Power BI |DAX函数のCALCULATETABLE、CALENDAR函数以及相关表生成函数... 2019-04-21
编程之类的文案_如何锻炼写文案的能力? 2019-04-21
vscode 不能使用中文输入法_vscode中vim插件设置 2019-04-21
当集合a为空集时a的取值范围_1.1.2 集合间的基本关系 2019-04-21
vue 可合并表格组件_Vue实战046:详解Mixins混入使用和注意事项 2019-04-21
python包怎么做双重差分did分析_多变量相关性分析(一个因变量与多个自变量) 2019-04-21
fi sap 凭证冲销 稅_SAP中的成本要素 2019-04-21
mysql幻读是什么意思_MySQL中的幻读,你真的理解吗? 2019-04-21
mysql执行计划中性能最差的是_MySQL性能优化(七):MySQL执行计划,真的很重要,来一起学习吧... 2019-04-21
易语言执行mysql命令_易语言通过“打开”命令操作数据库 2019-04-21
mysql slave 1062_mysql主从同步slave错误1062 2019-04-21
mysql构造器_MySQL行构造器表达式优化(Row Constructor Expression) 2019-04-21
2008日志清理 server sql_SQL Server 2008 清除日志 2019-04-21
mac mysql root 权限_Mac平台重新设置MySQL的root密码 2019-04-21
mysql新增一列_MySQL-ProxySQL中间件 2019-04-21
mysql 30入门_30分钟带你快速入门MySQL教程 2019-04-21
kangle主机怎么配置MySQL_kangle web服务+easypanel主机控制面板快速搭建网站和数据库以及管理空间详细教程... 2019-04-21