SylixOS USB虛擬網卡框架

1. USB子系統簡介

1.1      USB簡介

     USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行總線）的縮寫，是一個外部總線標準，用於規範電腦與外部設備的鏈接和通信。是應用在PC領域的接口技術。USB接口支持設備的即插即用和熱插拔功能。USB是在1994年末由英特爾、康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯合提出的。

1.2      USB虛擬網卡框架

1.2.1   普通網卡與USB網卡框架對比

    如圖 1‑1所示，普通網卡驅動與USB網卡驅動相比最大的區別是，USB網卡把普通的物理硬件換成了USB的物理硬件。

圖 1‑1 USB網卡與普通網卡對比圖

1.2.2   USB虛擬網卡框架

    如圖 1‑2所示，在SylixOS中，USB網卡框架中網卡驅動可大體分爲4層分別爲USB網卡驅動層、USB協議層、Gadget層和UDC層。

圖 1‑2 SylixOS USB虛擬網卡框架

    USB網卡驅動層：服務對象是網絡協議棧（TCP/IP或者LWIP）用來接收或發送網絡報文。

    USB協議層：從USB網卡驅動層接收網絡報文加工生成對應的USB報文或者，從UDC層接收USB報文轉換成網絡報文。

    Gadget層：完成的工做是綁定UDC層和USB協議層，註冊綁定相關的回調函數，此層功能相似於Linux下的Platform功能。是爲了去除耦合便於移植和代碼複用。

UDC層：配置USB寄存器來實現硬件傳輸功能。

2. SylixOS虛擬網卡數據流

2.1      數據流總體框架

    USB數據在傳輸的過程當中會通過如圖 2‑1所示中的相關代碼層。數據每通過一個代碼層，代碼層會對數據進行加工處理。

圖 2‑1 USB虛擬網卡數據分層

2.2      數據流實例

    如圖 2‑2所示，舉一個數據傳輸的實例。上層應用要傳輸數據「123」（數據「123」稱爲原始數據），首先須要通過協議棧層。協議棧會把原始數據封裝成網絡報文繼續向下傳輸。須要注意若是是普通網卡驅動最終傳輸的就是網絡報文，但USB仍然須要對網絡報文再次封裝。網絡報文通過USB協議層時，會根據安裝好的驅動選擇對應的USB驅動協議進行報文封裝，把網絡報文轉換成USB報文。最終在USB上傳輸的是USB報文。發送的過程是對原始數據封裝組包的過程，同理接收數據是對接收到的數據拆包解析的過程。有了這套機制，就能夠保證數據能夠正確傳輸。

圖 2‑2 數據流實例