來源:http://yu-minspace.blogspot.com/2007/05/usb-usb-univeral-serial-bus-hot.html


USB規格簡介

USB Univeral Serial Bus (通用串列匯流排),常見的外部匯流排,支援熱插拔 (hot plugable),一個 USB 最多可以連接127個裝置。

目前規格包括:
  1. USB 1.1 支援二種傳輸速率:Low speed - 1.5 Mbps 及 Full Speed - 12 Mbps。
  2. USB 2.0 傳輸速率 480 Mbps 並支援 USB 1.1。

USB 採用 Single-Master (單主控) 設計,線路架構就像多個點對點的樹狀結構,具 USB 介面的 PC 至少有一個 "root hub",並提供二個外接孔供 USB 設備或另一個 USB hub。在電腦中的 USB 主控器會去 poll USB 匯流排上的各個裝置,每個 USB 設備連接到主機時,USB 主控器會分配一個代碼給該裝置,並讀取該裝置的描述表 (Device Descriptor) 以獲知裝置的硬體資訊。

USB 主控器(USB hoot Controller) 分為三種規格:

  1. OHCI (Open Host Controller Interface):USB 1.1 規格,Compaq(康柏)公司主導, 使用廠商包括 Compaq、iMacs、OPTi、SIS、ALi,採用 Memory-mapped 的 I/O 方式 (CPU 使用記憶體指令來存取 USB 主控器)。
  2. UHCI (Universal Host Controller Interface) :USB 1.1 規格,Intel公司提倡, 線路比 OHCI 線路簡單,但是需要比較複雜的驅動程式,對CPU負擔也微重了些,使用廠商包括 Intel、VIA,採用 I/O-mapped 的 I/O 方式 (CPU 使用 I/O 指令來存取 USB 主控器)。
  3. EHCI (Enhanced Host Controller Interface):USB 2.0 規格,速度較快 (480 Mbps),支援 USB 1.1,相容於 OHCI 和 UHCI。

Linux 對 USB的支援

Linux 從 kernel 2.2.7 版本便開始支援 USB,USB 2.0 是從 2.4.19 開始, Linux 以三層式架構來支援 USB 系統,這三層是內核層 (Core) 、主控層 (Controller)、裝置層 (Device)。內核層指的是 kernel 對 USB 系統的支援,主控層對應到不同規格的 USB 主控器,連接 USB 設備時不必考慮主控器的規格,裝置層的設定,依裝置類型會有所不同。

Linux USB 驅動程式共有三種不同的 USB 主控制器選項,因為在主板和 PCI 卡上有三種不同類型的 USB 控制晶片。

  1. EHCI (ehci-hcd.o) :USB 2.0 協定的晶片。
  2. OHCI (usb-ohci.o) :非 PC 系統上的(以及帶有 SiS 和 ALi 晶片組的 PC 主板上的)USB 晶片。
  3. UHCI (usb-uhci.o) :大部份 PC 主機板(包括 Intel 和 Via)。

在 Linux 下可查詢 /proc/pci 所記錄的 PCI 子系統資源配置情況,或指令 lspci,從中分辦出 USB 主控器屬於那種規格,只需載入 USB 類型對應的 ?HCI 驅動程式即可,若單獨載入 EHCI 不行,則根據主板類型載入UHCI 或 OHCI 後,再載入EHCI。

使用 usbmodules 指令可查詢己連接至系統的 USB 裝置有那些可以使用的核心驅動模組,在載入/卸載核心模組會利用到 usbmodules 程式,利用 hotplug 或 usbmgr 程式可以在 USB 裝置與電腦連接/移除時,自動載入/卸載核心模組、執行相關 Scripts。

Linux 相關的指令和檔案:

mount none /proc/bus/usb -t usbdevfs
usbmodules
hotplug
usbmgr
/etc/usbmgr/
/etc/hotplug/

Linux 對應USB設備一些常用必要的驅動程式模組:
usbcore.o:支援usb所需要的最基礎模組。
usb-uhci.o / usb-ohci.o / ehci-hcd.o:USB 控制晶片驅動程式。
uhci.o :另一個uhci驅動程式,一般不需載入,可能會當機。
hid.o:USB人機界面設備,如滑鼠、鍵盤。
usbmouse.o:USB滑鼠(還需再載入mousedev.o)。
usbkbd.o:USB鍵盤(還需再載入keybdev.o)。
usb-storage.o:USB 存儲設備,Flash Disk 等。
usbnet.o:USB並聯線,讓兩部電腦資料透過USB傳輸。


Linux 相關驅動程式模組:

ide-disk.o :IDE硬碟。
ide-scsi.o :把IDE設備類比SCSI介面。
scsi_mod.o:SCSI 裝置。
sd_mod.o:SCSI硬碟。
sr_mod.o:SCSI光碟機。
sg.o:SCSI 一般裝置,在某些 Flash Disk、SCSI裝置偵測中會使用到。


Linux 使用 Flash Disk 需要載入的模組:

1.usbcore
2.usb-uhci / usb-ohci / ehci-hcd
3.scsi_mod
4.sd_mod
5.usb-storage

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