Esiste un protocollo di comunicazione USB effettivo?

Molti di noi non pensano mai molto ai nostri dispositivi USB, li colleghiamo e dimentichiamo di loro. Ma cosa succede se sei un tipo curioso che vuole sapere di più su come funziona l'USB? Il post di Q & A di SuperUser di oggi ha le risposte alle domande di un lettore curioso.

La sessione di domande e risposte di oggi ci viene fornita per gentile concessione di SuperUser, una suddivisione di Stack Exchange, un raggruppamento di siti Web di domande e risposte basato sulla comunità.

Foto per gentile concessione di Evilelka Kowalski (Flickr).

La domanda

Il lettore SuperUser smeeb vuole sapere se esiste un vero protocollo di comunicazione USB:

Secondo Wikipedia, USB:

• Definisce i cavi, i connettori e i protocolli di comunicazione utilizzati in un bus per la connessione, la comunicazione e l'alimentazione tra computer e dispositivi elettronici.

Ma c'è un reale Protocollo di comunicazione USB? La mia comprensione è che:

1. Connetti un dispositivo USB a una macchina (ad esempio Ubuntu o qualsiasi tipo di Linux).
2. Linux trova in qualche modo il driver del dispositivo per quel dispositivo (bonus se lo sai!) e lo carica.
3. Il dispositivo è ora collegato sotto / Dev / theDevice.
4. Le app dello spazio utente ora possono leggere e scrivere / Dev / theDevice e il driver gestisce l'input e l'output di basso livello sul dispositivo / hardware sottostante.

Per quanto posso dire, a Protocollo di comunicazione USB non appare da nessuna parte in questo flusso. Se la mia comprensione è corretta, l'USB è solo il cavo e la connessione elettrica tra il PC e il dispositivo.

Ho sbagliato qui? L'USB implementa effettivamente una sorta di protocollo di basso livello che sottolinea il flusso sopra? In tal caso, che cos'è e come funziona con una vista di 30.000 piedi?

Esiste un vero protocollo di comunicazione USB?

La risposta

Collaboratori SuperUser RedGrittyBrick e projectdp hanno la risposta per noi. Prima su, RedGrittyBrick:

Sì (consultare i protocolli USB).

A quanto ho capito, le specifiche USB definiscono un insieme complesso di protocolli e profili di dispositivi stratificati.

Ad esempio, i dispositivi USB possono conformarsi a modelli di alto livello come memoria di massa, tastiera, dispositivo di interfaccia umana, ecc. Ed essere gestiti da un driver di dispositivo generico. Alcuni dispositivi USB possono comunicare a un livello inferiore in modo tale che il supporto USB di basso livello del sistema operativo possa riconoscere che sono necessari driver di livello superiore specifici per dispositivo.

Seguito dalla risposta di projectdp:

Domanda

Esiste un protocollo di comunicazione USB di basso livello in azione e di cosa si tratta?

Risposta

Si C'è. Le specifiche USB includono il protocollo USB che definisce il modo in cui il bus viene utilizzato a livello di bit. Questo sarebbe il protocollo di basso livello che è alla base dei protocolli di livello più alto (ad es. Archiviazione di massa, HID, ecc.).

Per informazioni specifiche su come funziona il protocollo USB, questo wiki OSDev è utile. Ecco un'altra interessante descrizione che utilizza i diagrammi di sequenza per descrivere le varie transazioni di dati per il protocollo USB.

Domanda bonus

Come fa Linux a trovare e caricare il driver di dispositivo per quel dispositivo?

Risposta bonus

Su Linux quando si utilizza un kernel abilitato per USB, un dispositivo USB funzionante verrà rilevato tramite l'hardware e il kernel a causa delle specifiche USB. Dal lato hardware, il rilevamento viene eseguito dal controller host USB. Quindi nel kernel, Host Controller Driver prende il sopravvento e traduce i bit di basso livello sul filo in informazioni formattate con protocollo USB. Questa informazione viene quindi popolata nel driver usbcore nel kernel.

Ho parafrasato da questo eccellente articolo di Opensourceforu, che ha molti più dettagli e chiarezza sulla tua domanda nel contesto Linux.

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