Linux系统下USB驱动开发详解

"USB的Linux驱动开发" USB（通用串行总线）是一种标准化的接口，广泛用于连接各种外部设备，如键盘、鼠标、打印机、U盘等。在Linux系统中，开发USB驱动是为了使系统能够识别并正确通信与这些设备。本教程将深入讲解Linux环境下的USB驱动开发，包括USB协议、驱动架构以及主机和设备端的驱动实现。 1. USB协议 - 设备描述符：每个USB设备都有一个设备描述符，包含了设备的基本信息，如设备类、子类、协议、最大包大小等。 - 配置：设备可以有多个配置，用户可以选择其中一个配置来使用设备。 - 接口：配置下有接口，每个接口代表设备的一个功能。 - 端点：接口包含一个或多个端点，是数据传输的终点，支持控制、同步、中断和批量四种传输方式。 2. USB驱动的体系结构 - 主机驱动：分为主机控制器驱动和设备驱动。主机控制器驱动管理USB总线，设备驱动则对应具体设备的功能。 - 设备端驱动：包括设备控制器驱动和gadget驱动。设备控制器驱动管理硬件，gadget驱动模拟设备行为，常用于嵌入式系统作为USB设备。 3. 主机端驱动 - 主机控制器驱动：例如EHCI（Enhanced Host Controller Interface）、OHCI（Open Host Controller Interface）等，负责与USB控制器硬件交互，处理总线级别的事务。 - 设备驱动：根据设备类型和功能编写，负责与特定设备进行数据交换。 4. 设备端驱动 - 设备控制器驱动：对于嵌入式设备，需要编写驱动来控制USB控制器，如CDC（Communication Device Class）或MSC（Mass Storage Class）。 - Gadget驱动：模拟USB设备，可以实现U盘、网络设备等功能。在Linux中，通常通过gadgetfs或usb_gadget框架来实现。 5. USB传输方式 - 控制传输：用于设备枚举、配置和I/O控制。 - 同步传输：提供实时数据传输，如音频和视频流。 - 中断传输：用于周期性数据传输，如键盘、鼠标输入。 - 批量传输：用于大量数据传输，如文件读写，具有低延迟和高吞吐量。 6. 设备状态 - USB设备有多种状态，如默认、地址、配置等，驱动需处理这些状态转换。 7. 包格式 - 包由各种字段组成，如设备地址、端点地址、数据包标识符等，用于设备间的数据交换。 8. U盘为例 - U盘通常遵循Mass Storage Class，使用SCSI命令集与主机通信。 - 其设备描述符包含厂商ID、产品ID、设备版本等信息，配置描述符定义了总线电源需求、接口数量等。 Linux USB驱动开发涉及理解USB协议、驱动架构，以及如何编写针对不同角色（主机或设备）的驱动程序。开发过程中需要熟悉USB协议的各个组件，以及Linux内核提供的API，以便有效地实现设备的通信和功能。