《USB驅(qū)動開發(fā)》PPT課件

《《USB驅(qū)動開發(fā)》PPT課件》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、第25章USB驅(qū)動開發(fā)USB是目前最流行的系統(tǒng)總線之一。隨著計算機(jī)周圍硬件的不斷擴(kuò)展，各種設(shè)備使用不同的總線接口，導(dǎo)致計算機(jī)外部總線種類繁多，管理困難。USB總線正是因此而誕生的。USB總線提供了所有外部設(shè)備的統(tǒng)一連接方式，并且支持熱插拔，方便了廠商開發(fā)設(shè)備和用戶使用設(shè)備。本章詳細(xì)介紹USB相關(guān)的知識，主要內(nèi)容如下：USB總線體系結(jié)構(gòu)介紹USB體系工作流程Linux內(nèi)核如何實現(xiàn)USB體系USB設(shè)備驅(qū)動開發(fā)實例25.1USB體系介紹USB是英文UniversalSerialBus的縮寫，中文稱為“通用串行總線”。US

2、B是一個總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，最初由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft等公司聯(lián)合制定的。到目前為止USB共有1.0、1.1和2.0三個標(biāo)準(zhǔn)，主要區(qū)別是傳輸速率不同，體系結(jié)構(gòu)也有一定的差別。25.1.1USB設(shè)計目標(biāo)USB的設(shè)計目標(biāo)是對現(xiàn)有的PC機(jī)體系進(jìn)行擴(kuò)充，但是目前不僅是PC機(jī)，許多的嵌入式系統(tǒng)都開始支持USB總線和接口標(biāo)準(zhǔn)。USB設(shè)計主要遵循下面幾個原則。易于擴(kuò)充外部設(shè)備：靈活的傳輸協(xié)議：設(shè)備兼容性好：接口標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一：USB接口標(biāo)準(zhǔn)具有下面幾個方面的特色：1．易用性2．應(yīng)用廣泛3．健壯性

3、25.1.1USB設(shè)計目標(biāo)分類傳輸率應(yīng)用特點低速設(shè)備10-20kbps鍵盤、鼠標(biāo)等輸入設(shè)備易用、支持熱插拔、價格低中速設(shè)備500kbps-10Mbps寬帶網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備易用、支持熱插拔高速設(shè)備25-500Mbps音視頻設(shè)備、磁盤易用、帶寬高、支持熱插拔25.1.2USB體系概述USB接口標(biāo)準(zhǔn)支持主機(jī)和外部設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在USB體系結(jié)構(gòu)中，主機(jī)預(yù)定了各種類型外部設(shè)備使用的總線帶寬。當(dāng)外部設(shè)備和主機(jī)在運行時，USB總線允許添加、設(shè)置、使用和拆除外設(shè)。在USB體系結(jié)構(gòu)中，一個USB系統(tǒng)可以分成USB互聯(lián)、USB設(shè)備

4、和USB主機(jī)三個部分。USB互聯(lián)是USB設(shè)備和USB主機(jī)之間進(jìn)行連接通信的操作，主要包括：總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)流模式：USB調(diào)度：25.1.2USB體系概述25.1.3USB體系工作流程USB總線采用輪詢方式控制，主機(jī)控制設(shè)置初始化所有的數(shù)據(jù)傳輸。USB總線每次執(zhí)行傳輸動作最多可以傳輸三個數(shù)據(jù)包。每次開始傳輸時，主機(jī)控制器發(fā)送一個描述符描述傳輸動作的種類和方向，這個數(shù)據(jù)包稱作標(biāo)志數(shù)據(jù)包（TokenPacket）。USB設(shè)備收到主機(jī)發(fā)送的標(biāo)志數(shù)據(jù)包后解析出數(shù)據(jù)自己的數(shù)據(jù)。USB數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蛑挥袃煞N：主機(jī)到設(shè)備或者設(shè)備

5、到主機(jī)。在一個數(shù)據(jù)傳輸開始時，由標(biāo)志包標(biāo)示數(shù)據(jù)的傳輸方向，然后發(fā)送端開始發(fā)送包含信息的數(shù)據(jù)。接收端發(fā)送一個握手的數(shù)據(jù)包表明數(shù)據(jù)是否傳送成功。在主機(jī)和設(shè)備之間的USB數(shù)據(jù)傳輸可以看做一個通道。USB數(shù)據(jù)傳輸有流和消息兩種通道。消息是有格式的數(shù)據(jù)，而流是沒有數(shù)據(jù)格式的。USB有一個缺省的控制消息通道，在設(shè)備啟動的時候被創(chuàng)建，因此設(shè)備的設(shè)置查詢和輸入控制信息都可以使用缺省消息控制通道完成。25.2USB驅(qū)動程序框架Linux內(nèi)核提供了完整的USB驅(qū)動程序框架。USB總線采用樹形結(jié)構(gòu)，在一條總線上只能有唯一的主機(jī)設(shè)備。Li

6、nux內(nèi)核從主機(jī)和設(shè)備兩個角度觀察USB總線結(jié)構(gòu)。本節(jié)介紹Linux內(nèi)核USB驅(qū)動程序框架。25.2.1Linux內(nèi)核USB驅(qū)動框架在本節(jié)開始介紹了Linux內(nèi)核從主機(jī)和設(shè)備兩個角度觀察USB總線。25.2.2主機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)USB主機(jī)控制器有三種類型：OHCI，英文全稱是OpenHostControllerInterface。OHCI是用于SiS和Ali芯片組的USB控制器。UHCI，英文全稱是UniversalHostControllerInterface。UHCI用于Intel和AMD芯片組的USB控制器。UHC

7、I類型的控制器比OHCI控制器硬件結(jié)構(gòu)要簡單，但是需要額外的驅(qū)動支持，因此從理論上說速度要慢。EHCI是USB2.0規(guī)范提出的一種控制器標(biāo)準(zhǔn)，可以兼容UHCI和OHCI。1．USB主機(jī)控制器驅(qū)動2．OHCI控制器驅(qū)動25.2.3設(shè)備驅(qū)動結(jié)構(gòu)USB協(xié)議規(guī)定了許多種USB設(shè)備類型。Linux內(nèi)核實現(xiàn)了音頻設(shè)備、通信設(shè)備、人機(jī)接口、存儲設(shè)備、電源設(shè)備、打印設(shè)備等幾種USB設(shè)備類。1．基本概念2．設(shè)備驅(qū)動結(jié)構(gòu)3．USB請求塊25.2.4USB驅(qū)動程序框架Linux內(nèi)核代碼driver/usb/usb-skeleton.c文

8、件是一個標(biāo)準(zhǔn)的USB設(shè)備驅(qū)動程序。編寫一個USB設(shè)備的驅(qū)動可以參考usb-skeleton.c文件，實際上，可以直接修改該文件驅(qū)動新的USB設(shè)備。下面以usb-skeleton.c文件為例分析usb-skel設(shè)備驅(qū)動框架。1．基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2．驅(qū)動程序初始化和注銷3．設(shè)備初始化4．設(shè)備注銷25.3USB驅(qū)動實例剖析USB體系支持多種類型的設(shè)備。在Linux內(nèi)核