Die meisten von uns denken nie viel über ihre USB-Geräte nach, wir schließen sie einfach an und vergessen sie. Aber was ist, wenn Sie der neugierige Typ sind, der mehr über die Funktionsweise von USB erfahren möchte? Der heutige SuperUser Q & A-Beitrag enthält Antworten auf die Fragen eines neugierigen Lesers.
Die heutige Frage-Antwort-Sitzung wird uns mit freundlicher Genehmigung von SuperUser zur Verfügung gestellt - einer Unterteilung von Stack Exchange, einer Community-gesteuerten Gruppierung von Q & A-Websites.
Foto mit freundlicher Genehmigung von Evilelka Kowalski (Flickr) .
Die Frage
SuperUser Reader smeeb möchte wissen, ob es tatsächlich ein USB-Kommunikationsprotokoll gibt:
Laut Wikipedia USB :
- Definiert die Kabel, Anschlüsse und Kommunikationsprotokolle, die in einem Bus für die Verbindung, Kommunikation und Stromversorgung zwischen Computern und elektronischen Geräten verwendet werden.
Aber gibt es eine tatsächliche USB-Kommunikationsprotokoll ? Mein Verständnis ist das:
- Sie schließen ein USB-Gerät an einen Computer an (z. B. Ubuntu oder Linux).
- Linux findet den Gerätetreiber für dieses Gerät irgendwie ( Bonus, wenn Sie wissen! ) und lädt es.
- Das Gerät ist jetzt unter angeschlossen / dev / theDevice .
- User Space Apps können jetzt lesen und schreiben / dev / theDevice und der Treiber verarbeitet die Eingabe und Ausgabe auf niedriger Ebene für das zugrunde liegende Gerät / die zugrunde liegende Hardware.
Soweit ich das beurteilen kann, a USB-Kommunikationsprotokoll erscheint nirgendwo in diesem Fluss. Wenn ich das richtig verstehe, ist der USB nur das Kabel und die elektrische Verbindung zwischen dem PC und dem Gerät.
Liege ich hier falsch Implementiert USB tatsächlich ein Low-Level-Protokoll, das den obigen Ablauf unterstreicht? Wenn ja, was ist das und wie funktioniert es bei einer Sicht von 30.000 Fuß?
Gibt es ein aktuelles USB-Kommunikationsprotokoll?
Die Antwort
Die SuperUser-Mitwirkenden RedGrittyBrick und projectdp haben die Antwort für uns. Zuerst RedGrittyBrick:
Ja ( Siehe USB-Protokolle ).
Soweit ich weiß, definiert die USB-Spezifikation einen komplexen Satz geschichteter Protokolle und Geräteprofile.
Beispielsweise können USB-Geräte Vorlagen auf hoher Ebene wie Massenspeicher, Tastatur, Benutzeroberflächengerät usw. entsprechen und von einem generischen Gerätetreiber verwaltet werden. Einige USB-Geräte können auf einer niedrigeren Ebene kommunizieren, sodass die USB-Unterstützung des Betriebssystems auf niedriger Ebene erkennen kann, dass gerätespezifische Treiber auf höherer Ebene benötigt werden.
Gefolgt von der Antwort von projectdp:
Frage
Gibt es ein Low-Level-USB-Kommunikationsprotokoll in Aktion und was ist das?
Antworten
Ja da ist. Die USB-Spezifikation enthält das USB-Protokoll, das die Art und Weise definiert, wie der Bus auf Bitebene verwendet wird. Dies wäre das Protokoll auf niedriger Ebene, das den Protokollen auf höherer Ebene zugrunde liegt (d. H. Massenspeicher, HID usw.).
Einzelheiten zur Funktionsweise des USB-Protokolls finden Sie hier OSDev-Wiki ist hilfreich. Hier ist noch einer interessante Beschreibung Verwenden von Sequenzdiagrammen zur Beschreibung der verschiedenen Datentransaktionen gemäß dem USB-Protokoll.
Bonus-Frage
Wie findet und lädt Linux den Gerätetreiber für dieses Gerät?
Bonusantwort
Unter Linux wird bei Verwendung eines USB-fähigen Kernels aufgrund der USB-Spezifikation ein funktionierendes USB-Gerät über die Hardware und den Kernel erkannt. Auf der Hardwareseite erfolgt die Erkennung durch den USB-Host-Controller. Dann übernimmt der Host-Controller-Treiber im Kernel und übersetzt die Low-Level-Bits auf dem Kabel in Informationen, die mit dem USB-Protokoll formatiert sind. Diese Informationen werden dann im usbcore-Treiber im Kernel ausgefüllt.
Ich habe dies ausgezeichnet umschrieben Opensourceforu article , die viel detaillierter und klarer über Ihre Frage im Linux-Kontext ist.
Schauen Sie sich den Rest der lebhaften Diskussion über den unten angegebenen Thread-Link an!
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