USB驱动之USB简介

在学习USB驱动之前，先来了解下USB相关的一些知识点，比如：USB接口类型 USB主控制器 USB协议（其中最重要的是USB协议），了解了USB协议才能去很好的阅读Linux内核源码中USB驱动中的实现，好了，废话不多说。咱们直接进入正题。

一、USB接口类型

USB接口有A口、B口和mini口，分别如下图所示：

二、USB构成与拓扑图

咱们在使用U盘、USB鼠标的时候，都是很简单直接插入电脑中的USB接口，那么可以想象到的是在整个USB构成中，USB设备是其中不可缺少的。而能够去识别并且让USB设备通信的器件是USB主机控制器。但是很多的时候咱们会发现USB接口不够用，那么小伙伴们就会去淘个USB hub来让更多的USB设备接入。

简单的总结下上面所讲：也就是USB构成由下面组成

1、USB主机控制器

2、USB HUB

3、USB 设备

注意：每一个USB主机控制器都连接着USB根集线器，USB根集线器可以插入USB设备或者USB HUB。

下面为USB的拓扑图：

三、驱动USB设备

从上面的构成可以看出来，如果想要去驱动一个U盘，那么就需要用USB主机控制器去控制USB设备（可以把根集线器和HUB只是看成用来通信的线）。USB有其相对应的USB协议规范。USB主机控制器使用USB1.0、USB2.0、USB3.0去控制USB设备（U盘）。在Linux系统中对于USB主机控制器就有其对应的三种协议分别为：

UHCI : Intel用在自家芯片上的USB1.1主机控制器协议（用于PC方面的USB主机控制器）

OHCI : 微软等公司使用的USB1.1主机控制器协议（用于非PC方面的主机控制器，比如：嵌入式中的arm等）

EHCI : USB2.0的主机控制器协议，兼容USB1.1

XHCI : USB3.0的主机控制器协议，兼容以前的版本

四、USB设备插入PC机过程

想必大家都试过把U盘或者手机插入到PC机中的时候，PC会提示正在安装驱动......

好的，那么可以想象一下：

问：为什么U盘插入就会帮咱们把U盘的驱动安装，而不是安装了USB鼠标的驱动呢？

答：就像RTC时钟芯片，我们可以去读取寄存器获取时间。而U盘没有寄存器说法，只有USB设备描述符。通过获取USB设备描述符中的信息PC机就能知道安装时什么类型的驱动程序了。

那么USB设备描述符中都有什么，请参照http://blog.csdn.net/lidroid/article/details/46885103这篇文章。

阅读完上面那篇文章大家想必就知道，USB设备中都有下面的描述符：

USB设备描述符  

配置描述符

接口描述符

端点描述符

简单的说下上面各种描述符的作用：

USB设备描述符里面决定了该设备有多少种配置，每种配置描述符中对应了多少个接口，接口描述符中对于多个端点。

咱们先来看下接口描述符：这里的接口是逻辑上的接口，比如买回来了一个USB摄像头，基本上都有两个接口，一个是摄像头，一个是麦。那么这个USB设备就有两个接口。

而配置描述符是指这个USB设备有什么功能：还是USB摄像头为例子，可以配置下面：

功能1：摄像头

功能2：麦

功能3：摄像头+麦

最后是端点描述符：在描述符中有端点，主要是用来传输数据的。

五、USB主机控制器和USB设备数据传输

USB主机控制器和USB设备数据传输是靠端点来传输的，端点可以通过端点描述符去获取。既然是用来传输数据的，那么就有输入和输出数据，咱们可以将其理解成串口的tx或者rx缓冲区。端点是有方向的，而且是单向的（除了端点0是双向）。

对于众多的USB设备，划分了4种USB数据传输的类型：

控制传输：USB主机控制器根据USB协议或者USB设备硬件发送数据

中断传输： 以USB鼠标为例子，中断传输的特点是，数据稳定、数据实时（总不能再玩cs的时候，USB鼠标点击开枪的时候，子弹没出去，被对方爆头了吧）

实时传输：以USB摄像头为例子，实时传输的特点是，数据可以不稳定，数据实时（在和人视频的时候，总不能数据出错，就让其不断重发达到稳定，那样对面走了都不知道）

批量传输：以U盘为例子，批量传输的特点是，数据稳定，数据不实时（在把文件复制到U盘时候，如果没有安全退出，可能会遇到文件只复制一部分）

六、其他和USB相关的知识

在USB主机控制器和USB设备之间交流信息，一切以USB主机控制器为主导地位，也就是只能USB主机控制器去访问USB设备，而USB设备只能等待USB主机控制器访问。

上面讲到USB设备和USB主机控制器是通过端点来传输的，实际上在USB主机控制到USB设备端点之间有一个通道，我们叫管道。如下图：

对于USB的简介，就写到这里。