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Linux内核编程（二十一）USB应用及驱动开发

news 来源：原创 2025/5/13 23:04:21

一、基础知识

1. USB接口是什么？

USB接口（Universal Serial Bus）是一种通用串行总线，广泛使用的接口标准，主要用于连接计算机与外围设备（如键盘、鼠标、打印机、存储设备等）之间的数据传输和电力供应。它旨在简化计算机与外部设备之间的连接方式，同时提供更高的传输速度和更好的兼容性。

在1990年代初，计算机外围设备通常使用专用接口，如鼠标和键盘常见的PS/2接口，打印机使用的LPT接口（并口）等。这些接口虽然在当时各自具有一定的专用性和高效性，但也存在很多问题，随着技术的发展，通用性更强的接口逐渐成为主流，USB（Universal Serial Bus）便是这一发展潮流的代表。

1996年，由Intel、微软、康柏、DEC、IBM、NEC和北方电信公司等七家业界巨头组成的非盈利组织USB标准化组织（USB Implementers Forum，简称USB-IF）开始推动USB（Universal Serial Bus）接口的标准化工作。USB的诞生标志着计算机外围设备连接方式的革命性转变。

USB 1.0/1.1	最早的版本，传输速度为12 Mbps。
USB 2.0	提供更高的传输速度（最高480 Mbps），广泛应用于各种设备。
USB 3.0/3.1	提供更高的数据传输速率，最高可达5 Gbps及以上，支持更大的电流供电。
USB 4.0	最新的USB版本，支持更高的传输速率，最高可达40 Gbps，并且兼容Thunderbolt 3协议。

2. USB命名规则

在2013年，USB 3.0和USB 3.1推出后，USB实现了更高的传输速度和更多功能，但随着技术的进步和市场的需求，USB-IF（USB Implementers Forum）为了更清晰地区分不同的版本和性能，进行了命名上的调整。

第一次命名改变：

USB 3.0 改名为 USB 3.1 Gen 1

USB 3.1 改名为 USB 3.1 Gen 2

第二次命名改变：

                USB 3.1 Gen1 = USB 3.2 Gen1
                USB 3.1 Gen2 = USB 3.2 Gen2
                USB 3.2 = USB 3.2 Gen2x2

其本质上就是， USB 3.0 就是 USB 3.2 Gen1 ，USB 3.1是USB 3.2 Gen2，USB 3.2是USB 3.2 Gen2x2。

3. USB HOST和USB OTG

USB Host（主设备）：是指具备控制和管理USB总线的设备。它负责控制所有USB连接的设备，发起数据传输，并管理设备间的通信。USB Host的核心功能是控制和调度USB数据的流向。典型的USB Host设备包括：计算机（台式机、笔记本电脑等）、打印机（具有USB接口的）等。在USB通信中，Host设备通过发送命令来请求从设备发送或接收数据。Host设备管理USB总线上的电源供给和数据传输。

USB Slave（从设备）：是指依赖于主设备控制的设备。USB从设备由主设备管理，它没有独立的数据传输能力，所有的数据传输都必须经过主设备发起或协调。USB从设备通常是外设设备，例如：键盘、鼠标、U盘等。

USB OTG（On-The-Go）：是一项功能，使得USB设备在需要时可以切换角色，既可以作为主设备，也可以作为从设备，从而直接与其他USB设备进行通信。USB OTG标准通常适用于移动设备，如智能手机、平板电脑等。它允许用户无需通过传统的主设备（如计算机）即可实现设备间的直接连接和数据交换。例如，一台支持OTG的手机可以在连接U盘时充当主设备，而在连接键盘时又可以充当从设备。

一、基础知识

1. USB接口是什么？

2. USB命名规则

3. USB HOST和USB OTG

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