14Aug
De meesten van ons denken nooit aan onze USB-apparaten, we pluggen ze gewoon in en vergeten ze. Maar wat als u het merkwaardige type bent dat meer wil weten over hoe USB werkt? Today's SuperUser Q & A post heeft de antwoorden op vragen van nieuwsgierige lezers.
De vraag van vandaag &Antwoord sessie komt naar ons met dank aan SuperUser-een onderverdeling van Stack Exchange, een community-gestuurde groepering van Q & A-websites.
Foto met dank aan Evilelka Kowalski( Flickr).
De vraag
SuperUser-lezer smeeb wil weten of er daadwerkelijk een daadwerkelijk USB-communicatieprotocol bestaat:
Volgens Wikipedia, USB:
- Bepaalt de kabels, connectoren en communicatieprotocollen die in een bus worden gebruikt voor verbinding, communicatie en voeding tussencomputers en elektronische apparaten.
Maar is er een echt USB communicatieprotocol ?Ik heb begrepen dat:
- U een USB-apparaat op een machine aansluit( Ubuntu of elke vorm van Linux bijvoorbeeld).
- Linux vindt het apparaatstuurprogramma voor dat apparaat op een of andere manier( -bonus als je dat weet! ) en laadt het.
- Het apparaat is nu verbonden onder /dev/ het apparaat .
- -gebruikersruimteapps kunnen nu /dev/ theDevice lezen en beschrijven en het stuurprogramma verwerkt de input en output op laag niveau naar het onderliggende apparaat / hardware.
Voor zover ik weet, verschijnt een USB communicatieprotocol nergens in deze stroom. Als ik het goed begrijp, is de USB slechts de kabel en elektrische verbinding tussen de pc en het apparaat.
Zit ik hier verkeerd? Implementeert USB eigenlijk een soort low-level protocol dat de bovenstaande stroom onderstreept? Zo ja, wat is het en hoe werkt het op een zicht van 30.000 voet?
Bestaat er een echt USB-communicatieprotocol?
Het antwoord
SuperUser-bijdragers RedGrittyBrick en projectdp hebben het antwoord voor ons. Ten eerste, RedGrittyBrick:
Ja( zie USB-protocollen).
Zoals ik het begrijp, definieert de USB-specificatie een complexe reeks gelaagde protocollen en apparaatprofielen.
USB-apparaten kunnen bijvoorbeeld voldoen aan sjablonen op hoog niveau zoals massaopslag, toetsenbord, menselijk interface-apparaat enz. En kunnen worden beheerd door een generieke apparaatdriver. Sommige USB-apparaten kunnen op een lager niveau communiceren, zodat de low-level USB-ondersteuning van het besturingssysteem kan herkennen dat apparaatspecifieke hogere niveau-stuurprogramma's nodig zijn.
Gevolgd door het antwoord van projectdp:
Vraag
Bestaat er een low-level USB communicatieprotocol en wat is het?
Antwoord
Ja, dat is er. De USB-specificatie bevat het USB-protocol dat de manier bepaalt waarop de bus op bitniveau wordt gebruikt. Dit zou het low-level protocol zijn dat ten grondslag ligt aan de protocollen van hoger niveau( dat wil zeggen massa-opslag, HID, etc.).
Voor specifieke informatie over hoe het USB-protocol werkt, is deze wiki van OSDev nuttig. Hier volgt een andere interessante beschrijving met behulp van sequentiediagrammen om de verschillende datatransacties per USB-protocol te beschrijven.
Bonusvraag
Hoe kan Linux het stuurprogramma voor dat apparaat vinden en laden?
Bonusantwoord
Onder Linux wordt bij gebruik van een USB-enabled kernel een werkend USB-apparaat gedetecteerd via de hardware en kernel vanwege de USB-specificatie. Aan de kant van de hardware wordt de detectie uitgevoerd door de USB Host Controller. Vervolgens neemt in de kernel de hostcontrollerstuurprogramma het over en vertaalt de low-level bits op de draad naar USB-protocol geformatteerde informatie. Deze informatie wordt vervolgens ingevuld in het usbcore-stuurprogramma in de kernel.
Ik parafraseerde dit uitstekende Opensourceforu-artikel, dat veel gedetailleerder en duidelijker is over je vraag in de Linux-context.
Zorg ervoor dat je de rest van de levendige discussie bekijkt via de onderstaande threadlink!
Heeft u iets toe te voegen aan de uitleg? Geluid uit in de reacties. Wilt u meer antwoorden van andere technisch onderlegde Stack Exchange-gebruikers lezen? Bekijk de volledige discussiethread hier.