浅谈USB驱动架构 转载
去年,老师让我分析基于HD3系统芯片的WindowsCE USB驱动的可行性。USB驱动非常庞大,多个软件层次相互交错,以及各种协议,USB系统对于一般人很难理解,我对其也只是理解一个大概,下面,我对USB驱动架构的认识做一个总结。
USB系统可以分为两个系统:(1)主机系统HOST;(2)设备系统(Device)。
USB主机系统Host
USB主机系统中,USB主机控制器是一块核心的处理芯片,主机控制器通过根集线器(Root Hub)与外部USB从机设备相连。USB主机控制器包含硬件、软件、固件等部分。
USB设备系统Device
USB设备按功能可分为两部分:集线器Hub、功能部件。如下图所示,主机通过根集线器连接到各种外围设备(集线器、功能部件)。
USB驱动架构
下图所示是典型的USB驱动架构。
USB core
USB Core包含Host Core Driver、Hub Driver,简称USBD module,独立于硬件的协议栈,支持USB Host协议、USB Hub功能。
HCD(Host Controller Driver)
硬件之上运行的是HCD,USB HCD包含三种USB接口规范:
(1)UHCI:通用主机控制接口,USB1.0/1.1;
(2)OHCI:开放主机控制接口,USB1.0/1.1;
(3)EHCI:增强主机控制接口,USB2.0;
HCD的内部结构如下图所示:
其中,HCD包含了Platform Device Driver、Host Controller Driver、Root Hub Driver。
USB Core和HCD构成了USB驱动的核心部分,在上层就是用各种USB设备的厂商提供相应的驱动程序。
以如下一个带OTG技术的WindowsCE USB驱动架构为例,可以将USB驱动从上到下分为3层:
(1)应用层:Client(USB Device Driver);
(2)总线层:USBD;
(3)硬件层:USB HCD;
USB Host的应用协议支持4种应用:RNDIS、Print、Mass Storage、HID;其中HID(Human Interface Device)是一种通信协议。
USB OTG控制器的上层是USB OTG控制器的驱动,USB OTG Core Driver是协议层(总线层),如果做Host,它会使用USB Host协议栈;如果做Device,它会使用USB Device协议栈。
USB设备工作流程
当设备功能驱动希望向某个管道发出读写请求时,首先构造请求(USB Request Block,URB)发给USB总线驱动(USBD中的Hub Driver),USB总线驱动解释该请求,并转换请求发往USB主机控制器端口驱动(usbport.sys,应该属于HCD),进而通过小端口驱动(usbohci.sys等,应该属于USB HCD)与设备进行通信。具体如下图所示:
参考文献
http://blog.csdn.net/arnoldlu/article/details/25386603
http://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8500155
http://blog.csdn.net/nanjianhui/article/details/4438599
http://jazka.blog.51cto.com/809003/737486
http://blog.csdn.net/henry000/article/details/7183423
http://bbs.csdn.net/topics/310195515
http://blog.csdn.net/LoongEmbedded/article/details/7519808
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作者:BaoChuquan
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/u014276460/article/details/47292427
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