嵌入式Linux下USB驱动程序开发详解

本文主要探讨了在嵌入式系统，特别是基于ARM技术的环境中，如何设计USB驱动程序，特别是关注于主机端驱动程序的构建。文章指出，编写设备驱动是嵌入式系统开发的关键环节，而USB驱动则涉及到设备发现、信息读取、操作函数编写以及设备的注册和注销等步骤。 USB（Universal Serial Bus）是一种广泛使用的高速数据传输总线，支持热插拔，旨在提供一种兼容性高、可扩展且易于使用的设备接口，以解决传统计算机接口的问题。USB系统由USB互连、主机和设备三部分构成。在设计USB驱动程序时，通常会将任务分解为主机端设备驱动、主机控制器驱动和设备端驱动三个部分。 主机端设备驱动是用户应用程序与USB外设交互的桥梁，Linux提供了一套编程接口供开发者编写这样的驱动。开发者需要根据具体需求构建驱动程序框架，并通过调用内核API实现对外设的特定操作。 主机控制器驱动则专注于控制USB主机控制器，虽然在许多PC环境中，控制器由操作系统直接提供，但在嵌入式系统尤其是那些仅作为从设备工作的系统中，可能需要额外的硬件来实现USB主机功能，即包含主机控制器的USB芯片。 文章还提到，为了实现USB驱动的全部功能，开发者需要理解USB协议，包括枚举过程、配置选择、接口和端点的处理。例如，驱动程序需要有处理设备插入、拔出的逻辑，读取设备描述符以确定设备类型和功能，以及设置中断、批量或控制传输的读写操作。 在实际应用中，作者给出一个键盘飞梭驱动程序的实例，这有助于读者更直观地理解USB驱动程序的具体实现。这种驱动通常包括初始化、事件处理、数据传输等功能，通过定义并实现回调函数来响应USB设备的事件，如数据接收或发送请求。 设计嵌入式Linux下的USB驱动程序是一项涉及硬件、协议和软件交互的复杂任务，但通过理解USB体系结构、熟悉Linux内核提供的驱动框架以及掌握设备通信机制，开发者可以构建出高效可靠的驱动程序，从而充分利用USB设备的潜力。