USB驱动程序之概念介绍学习笔记

现象：把USB设备接到PC

1. 右下角弹出"发现android phone"

2. 跳出一个对话框，提示你安装驱动程序





问1. 既然还没有"驱动程序"，为何能知道是"android phone"

答1. windows里已经有了USB的总线驱动程序，接入USB设备后，是"总线驱动程序"知道你是"android
phone"

     提示你安装的是"设备驱动程序"

     

     USB总线驱动程序负责：识别USB设备, 给USB设备找到对应的驱动程序





问2. USB设备种类非常多，为什么一接入电脑，就能识别出来？

答2. PC和USB设备都得遵守一些规范。

     比如：USB设备接入电脑后，PC机会发出"你是什么"？

           USB设备就必须回答"我是xxx", 并且回答的语言必须是中文（格式一样）

     USB总线驱动程序会发出某些命令想获取设备信息(描述符)，

     USB设备必须返回"描述符"给PC

     

问3. PC机上接有非常多的USB设备，怎么分辨它们？

     USB接口只有4条线: 5V,GND,D-,D+

答3. 每一个USB设备接入PC时，USB总线驱动程序都会给它分配一个编号

     接在USB总线上的每一个USB设备都有自己的编号(地址)

     PC机想访问某个USB设备时，发出的命令都含有对应的编号(地址)





问4. USB设备刚接入PC时，还没有编号；那么PC怎么把"分配的编号"告诉它？

答4. 新接入的USB设备的默认编号是0，在未分配新编号前，PC使用0编号和它通信。





问5. 为什么一接入USB设备，PC机就能发现它？

答5. PC的USB口内部，D-和D+接有15K的下拉电阻，未接USB设备时为低电平

USB设备的USB口内部，D-或D+接有1.5K的上拉电阻；它一接入PC，就会把PC USB口的D-或D+拉高，从硬件的角度(电平由低变高)通知PC有新设备接入。下面的全速设备和低速设备区别在于上拉电阻接在D+还是D-端。在usb
device端，这时就有高速低速设备的区别了，高速设备：d+ 接一个1.5kohm的上拉电阻，d-不接；低速设备则相反。

其他概念:

1. USB是主从结构的（连续不断地查询）

   所有的USB传输，都是从USB主机这方发起；USB设备没有"主动"通知USB主机的能力。

   例子：USB鼠标滑动一下立刻产生数据，但是它没有能力通知PC机来读数据，只能被动地等得PC机来读。





2. USB的传输类型:

a. 控制传输：可靠，时间有保证，比如：USB设备的识别过程

b. 批量传输: 可靠, 时间没有保证, 比如：U盘

c. 中断传输：可靠，实时，比如：USB鼠标 （只是借助中断这个概念，没有中断能力，使用查询方式来实现实时性）

d. 实时传输：不可靠，实时，比如：USB摄像头





3. USB传输的对象：端点(endpoint)

   我们说"读U盘"、"写U盘"，可以细化为：把数据写到U盘的端点1，从U盘的端点2里读出数据

   除了端点0外，每一个端点只支持一个方向的数据传输

   端点0用于控制传输，既能输出也能输入

   

4. 每一个端点都有传输类型，传输方向





5. 术语里、程序里说的输入(IN)、输出(OUT) "都是" 基于USB主机的立场说的。

   比如鼠标的数据是从鼠标传到PC机, 对应的端点称为"输入端点"

     

6. USB总线驱动程序的作用

a. 识别USB设备

b. 查找并安装对应的设备驱动程序

c. 提供USB读写函数（只是收发送信，不知道信的内容）

USB总线驱动程序已经有了读写函数，能不能让应用程序直接使用这些函数来访问（跨过设备驱动程序）。USB总线驱动程序里面有libusb(里面封装了接口函数)

USB驱动程序框架:





app:   

-------------------------------------------

          USB设备驱动程序      // 知道数据含义

内核 --------------------------------------

          USB总线驱动程序      // 1. 识别, 2. 找到匹配的设备驱动, 3. 提供USB读写函数 (它不知道数据含义)

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           USB主机控制器

           UHCI OHCI EHCI

硬件        -----------

              USB设备





UHCI: intel阵营规范（主硬件）,     低速(1.5Mbps)/全速(12Mbps)

OHCI: microsoft阵营规范（主软件）  低速/全速

EHCI:            高速(480Mbps)

USB 主机控制器有 3 种规格：

OHCI
(Open Host Controller Interface)、

UHCI (Universal HostController Interface)

EHCI
(Enhanced Host Controller Interface)。

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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 主板上的 USB 芯片提供支持。

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UHCI 驱动程序多用来为大多数其他 PC 主板（包括 Intel 和 Via）的的 USB 芯片提供支持。

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EHCI 由 USB
2.0 规范所提出，

它兼容于 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。本节将重点介绍嵌入式系统中常用的 OHCI 主机控制器驱动。

转自：http://blog.csdn.net/qingkongyeyue/article/details/53363090