USB学习6---Linux Android USB软件架构设计

最新推荐文章于 2025-10-28 15:24:31 发布

原创最新推荐文章于 2025-10-28 15:24:31 发布 · 1.8k 阅读

6 ·

CC 4.0 BY-SA版权

Linux驱动专栏收录该内容

102 篇文章

订阅专栏

本文详细解析了高通平台HS-USB堆栈的软件架构设计和源代码布局，涵盖Gadget驱动框架、OTG驱动、设备控制器驱动、Host控制器驱动、USB核心、物理层协议和类驱动等内容，深入探讨了各组件的功能和交互。

下面学习针对高通平台的HS-USB(HS：high speed高速)堆栈(stack)软件架构设计和源代码布局的细节。

Android HS-USB堆栈基于下面几点：

Gadget driver framework(gadget驱动架构)支持外设模式(Peripheral mode)

新的gadget驱动架构在android2.0及之后的版本实现。Google刚开始开发一个新的架构叫function framework(只用在android1.6版本)。因为linux内核中的gadget framework不支持复合设备(composite devices)。后来gadget framework添加对了对复合设备的支持，google并对gadget framework做了重大的修改以支持组合开关(composition switch)

兼容EHCI主控制器驱动，以支持host模式。
On-The-Go(OTG驱动)。

USB stack

Android HS-USB OTG堆栈基于ID引脚检测来支持OTG模式，HS-USB OTG core代表HS-USB控制器。

OTG driver

OTG驱动首先被加载，由它建立(set up)host controller driver(HCD主控制器驱动)和device controller driver(DCD设备控制器驱动)的transceive struct(收发器结构)，在OTG注册了HCD和DCD后，OTG状态机才生效。
根据连接到A/B USB连接器的Micro-A插头(ID引脚接地，启动主模式)或Micro-B插头(ID引脚悬空，启动从模式)来启动对应的控制器驱动(HCD或DCD)。
存取HS-USB OTG控制器寄存器来执行USB操作。
USB(主/从)电源管理。
USB时钟管理，比如，时钟使能、关闭复位等。

Device controller driver

向下与HS-USB OTG控制器交互
执行断电操作，比如使能、关闭、入队、出队、刷新、停止等等。
执行USB gadget操作，比如VBUS处理、VBUS pull up、远程唤醒等等。
充电检测。

Gadget framework

USB设备模式驱动框架(device mode driver)
支持多配制、多接口、符合设备和alternate接口设置，发展的可重用/组合的usb_function(一个描述配置功能的结构体)实例，提供复合和多配置gadget的更简单设置。
此框架驱动底层实现与硬件无关的USB功能(使用设备控制器驱动的调用)，例如，在gadget.h中定义了对象和方法。
对于特定控制器，支持端点在编译时可配置。
在linux中，大多数gadget驱动(例如串口gadget驱动)有一个连接到linux驱动或框架的上界(upper boundary)

对应usb\gadget下android.c、composite.c。

u_serial.c - utilities for USB gadget "serial port"/TTY support，u_serial.c的u表示utilities(工具)。

f_serial.c - generic USB serial function driver，f_serial.c的f表示function。

Function drivers

Function驱动包括modem(比如USB 接口的4G网卡)，NMEA(美国国家海洋电子协议，比如USB接口的GPS)，大容量存储等。

对应usb\gadget\function源码。

Host controller driver(Host控制器驱动)

驱动底层部分和HS-USB OTG控制器交互。
兼容EHCI
使用USB HCD框架注册Host控制器驱动和使用EHCI包装器函数(wrapper函数)来支持root hub、管理I/O请求与关联设备资源、管理底层事务(URB to transfer descriptor queue，例如USB请求块（Universal Request Block）来传递描述符队列)

对应usb\host代码。