14Aug
Die meisten von uns denken nie an unsere USB-Geräte, wir schließen sie einfach an und vergessen sie. Aber was ist, wenn Sie der neugierige Typ sind, der mehr darüber wissen möchte, wie USB funktioniert? Der heutige SuperUser Q & A Beitrag hat die Antworten auf die Fragen eines neugierigen Lesers.
Die heutige Frage &Die Antwortsitzung kommt dank SuperUser, einer Unterteilung von Stack Exchange, einer Community-gesteuerten Gruppierung von Q & A-Websites, zu uns.
Foto mit freundlicher Genehmigung von Evilelka Kowalski( Flickr).
Die Frage
SuperUser-Leser smeeb möchte wissen, ob es tatsächlich ein USB-Kommunikationsprotokoll gibt:
Laut Wikipedia, USB:
- Definiert die Kabel, Anschlüsse und Kommunikationsprotokolle, die in einem Bus für Verbindung, Kommunikation und Stromversorgung zwischen verwendet werdenComputer und elektronische Geräte.
Aber gibt es ein aktuelles USB-Kommunikationsprotokoll ?Mein Verständnis ist, dass:
- Sie verbinden ein USB-Gerät mit einer Maschine( Ubuntu oder jede Art von Linux zum Beispiel).
- Linux findet den Gerätetreiber für dieses Gerät irgendwie( Bonus, wenn Sie wissen! ) und lädt es.
- Das Gerät ist jetzt unter /dev/ mit dem Gerät verbunden.
- Benutzerbereichs-Apps können nun das /dev/ lesen und in den schreiben, und der Treiber verarbeitet die Low-Level-Eingabe und -Ausgabe für das zugrunde liegende Gerät / die Hardware.
Soweit ich das beurteilen kann, erscheint ein USB-Kommunikationsprotokoll nirgendwo in diesem Ablauf. Wenn mein Verständnis stimmt, ist der USB nur die Kabel- und elektrische Verbindung zwischen dem PC und dem Gerät.
Bin ich hier falsch? Implementiert USB tatsächlich eine Art Low-Level-Protokoll, das den obigen Fluss unterstreicht? Wenn ja, was ist das und wie funktioniert es bei einer 30.000-Fuß-Ansicht?
Gibt es ein aktuelles USB-Kommunikationsprotokoll?
Die Antwort
SuperUser RedGrittyBrick und projectdp haben die Antwort für uns. Zuerst, RedGrittyBrick:
Ja( siehe USB-Protokolle).
Wie ich es verstehe, definiert die USB-Spezifikation einen komplexen Satz von geschichteten Protokollen und Geräteprofilen.
Zum Beispiel können USB-Geräte High-Level-Vorlagen wie Massenspeicher, Tastatur, Human Interface Device usw. entsprechen und von einem generischen Gerätetreiber verwaltet werden. Einige USB-Geräte können auf einer niedrigeren Ebene kommunizieren, so dass die Low-Level-USB-Unterstützung des Betriebssystems erkennen kann, dass gerätespezifische höhere Treiber benötigt werden.
Gefolgt von der Antwort von projectdp:
Frage
Gibt es ein Low-Level-USB-Kommunikationsprotokoll in Aktion und was ist es?
Antwort
Ja, da ist. Die USB-Spezifikation enthält das USB-Protokoll, das die Art definiert, wie der Bus auf einer Bit-Ebene verwendet wird. Dies wäre das Low-Level-Protokoll, das den Protokollen höherer Ebene( d. H. Massenspeicher, HID usw.) zugrunde liegt.
Für Details zur Funktionsweise des USB-Protokolls ist dieses OSDev-Wiki hilfreich. Hier ist eine weitere interessante Beschreibung, die Sequenzdiagramme verwendet, um die verschiedenen Datentransaktionen für das USB-Protokoll zu beschreiben.
Bonus Frage
Wie findet und lädt Linux den Gerätetreiber für dieses Gerät?
Bonus Antwort
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 Hardware-Seite erfolgt die Erkennung durch den USB-Host-Controller. Dann übernimmt der Host-Controller-Treiber im Kernel und übersetzt die Low-Level-Bits auf dem Draht zu USB-Protokoll-formatierten Informationen. Diese Information wird dann im usbcore-Treiber im Kernel eingetragen.
Ich paraphrasierte von diesem ausgezeichneten Opensourceforu-Artikel, der im Linux-Kontext viel mehr Details und Klarheit über Ihre Frage bietet.
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