USB驅動程序涉及的概念及框架

引入：當咱們把一個USB設備接入PC機時，會出現什麼樣的現象？

現象：把USB設備接到PC
1.右下角彈出「發現android phone」
2.跳出一個對話框，提示你安裝驅動程序

首先來看一下，USB驅動程序的框架：

USB驅動程序框架：
app：
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                USB設備驅動程序
內核---------------------------------------
                USB總線驅動程序（這部分不須要太關心）
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                USB主機控制器
硬件 -------------
                USB設備

 

 

問1. 既然尚未驅動程序，爲什麼能知道是"android phone"
答1. widows裏已經有了USB的總線驅動程序，接入USB設備後，是"總線驅動程序"知道你是"android phone"
提示你安裝的是"設備驅動程序"

USB總線驅動程序負責：識別USB設備，給USB設備找到對應的驅動程序。

問2. USB設備種類很是多，爲何一接入電腦，就能識別出來？
答2. PC和USB設備都得遵照一些規範。
好比：USB設備接入電腦後，PC機會發出"你是什麼"？
USB設備就必須回答"我是xxx",而且回答的語言必須相同。
USB總線驅動程序會發出某些命令想獲取設備信息（描述符），
USB設備必須返回"描述符"給PC

問3. PC機上接有不少的USB設備，怎麼分辨它們？
USB接口只有4條線：5v，GND，D-，D+
答3. 每個USB設備接入PC時，USB總線驅動程序都會給它分配一個編號
接在USB總線上的每個USB設備都有本身的編號（地址）
PC機想訪問某個USB設備時，發出的命令都含有對應的編號（地址）

問4. USB設備剛接入PC時，尚未編號，那麼PC怎麼把"分配的編號"告訴它？
答4. 新接入的USB設備的默認編號是0，在未分配新編號前，PC使用0編號和它通訊。

問5. 爲何一接入USB設備，PC機就能發現它？
答5. PC的USB口內部，D-和D+接有15k的下拉電阻，未接USB設備時爲低電平。
USB設備的USB口內部，D-或D+接有1.5k的上拉電阻，它一接入PC，就會把PC USB口的D-或D+拉高，從硬件的角度通知PC有新設備接入了。

 

 

 

 

其餘概念：
1. USB 是主從結構的
全部的USB傳輸，都是從USB主機這邊發起，USB設備沒有"主動"通知USB主機的能力
例子：USB鼠標滑動一下馬上產生數據，可是它沒有能力通知PC機來讀數據，只能被動地等待PC機來讀。

2. USB的傳輸類型：
a. 控制傳輸：可靠，時間有保證，好比USB設備的識別過程
b. 批量傳輸：可靠，時間沒有保證，好比U盤
c. 中斷傳輸：實時，可靠，好比USB鼠標
d. 實時傳輸：實時，不可靠（偶爾花屏），好比USB攝像頭
注意：USB設備沒有主動通知PC機的能力，那你爲何能發起中斷傳輸，這個地方只是藉助中斷的概念而已，
它是沒有中斷能力的，它是利用查詢方式來實現這個實時性的。

3. USB傳輸的對象：端點（endpoint）
咱們說讀U盤，寫U盤，能夠細化爲：把數據寫到U盤的端點1，從U盤的端點2裏讀出數據
除了端點0外，每一個端點只支持一個方向的數據傳輸。
端點0用於控制傳輸，既能輸出也能輸入

4. 每個端點都有傳輸類型，傳輸方向

5. 術語裏、程序裏說的輸入(IN)、輸出(out)都是基於USB主機的立場說的
好比鼠標的數據是從鼠標傳到PC機，對應的端點稱爲輸入端點

6. USB總線驅動程序的做用
a. 識別USB設備
b. 查找並安裝對應的設備驅動程序
c. 提供USB讀寫函數（它並不知道數據的含義，只是給你提供讀寫方法，而設備驅動知道數據的含義）