14.5 Информация о протоколах драйверов USB

Протокол, используемый в каналах, отличающихся от канала, используемого по умолчанию, в спецификации USB не определен. Информация об этом может быть найдена в различных источниках. Самым надежным является раздел разработчиков на домашних страницах USB [ 1]. На этих страницах можно найти все возрастающее количество спецификаций классов устройств. Эти спецификации задают то, как должно выглядеть соответствующее стандарту устройство с точки зрения драйвера, базовую функциональность, которую оно должно предоставлять и протокол, который используется в коммуникационных каналах. Спецификация USB [ 2] включает описание класса концентратора USB. Спецификация класса для Устройств взаимодействия с человеком (HID - Human Interface Devices) был создан для работы с клавиатурами, планшетами, устройствами чтения бар-кода, кнопок, ручек, переключателей и так далее. Третьим примером является спецификация класса для устройств хранения информации. Полный список классов устройств можно найти в разделе разработчиков на домашних страницах USB [ 1].

Однако для многих устройств информация о протоколе еще не была опубликована. Информация об используемом протоколе может быть получена от компании, создавшей устройство. Некоторые компании будут требовать от вас подписания Соглашения о Неразглашении (NDA - Non-Disclosure Agreement) до того, как даст вам спецификации. Это в большинстве случаев исключает создание драйвера с открытым кодом.

Другим хорошим источником информации являются исходные коды драйверов Linux, потому что некоторое количество компаний начали предоставлять драйверы своих устройств для Linux. Всегда полезно связаться с авторами этих драйверов для выяснения их источника информации.

Пример: Устройства взаимодействия с человеком. На спецификации для этих устройств, таких, как клавиатуры, мыши, планшеты, кнопки, пульты и прочее, имеются ссылки в спецификациях других классов устройств, и они используются во многих устройствах.

К примеру, аудио-колонки дают конечные точки для цифровых и аналоговых преобразователей и, возможно, дополнительный канал для микрофона. Они также дают конечную точку HID в отдельном интерфейсе для кнопок и ручек на передней панели устройства. То же самое имеет место для класса управления монитором. Понятно, как строить поддержку для этих интерфейсов через имеющиеся пользовательские библиотеки и библиотеки ядра вместе с драйвером класса HID или драйвера общего вида. Другим устройством, которое может выступать примером для интерфейсов внутри одной конфигурации, управляемыми различными драйверами устройств, является дешевая клавиатура со встроенным устаревшим портом мыши. Во избежание повышения стоимости за счет включения оборудования для концентратора USB в устройство, производители объединяют данные мыши, получаемые с порта PS/2 на задней стенке клавиатуры и нажатия клавиш от клавиатуры, в два отдельных интерфейса одной и той же конфигурации. Драйверы мыши и клавиатуры каждый подключается к соответствующему интерфейсу и организуют каналы к двум независимым конечным точкам.

Пример: Загрузка прошивок. Многие уже разработанные устройства опираются на процессор общего назначения с дополнительным ядром USB. Так как разработка драйверов и прошивок для устройств USB все еще является новым делом, многие устройства после подключения требуют загрузки прошивок.

При этом выполняется следующая процедура. Устройство идентифицирует себя при помощи идентификаторов производителя и продукта. Первый драйвер распознает и подключает его, после чего загружает прошивку в устройство. После этого устройство программно сбрасывает себя и драйвер отключается. После короткой задержки устройство объявляет о своем присутствии на шине. Устройство меняет свои идентификаторы производителя/продукта/версии для отражения того факта, что в нем уже загружена прошивка, и соответственно второй драйвер будет распознавать и подключаться к устройству.

Примером такого типа устройств является плата ввода/вывода ActiveWire, построенная на наборе микросхем EZ-USB. Для этого набора имеется загрузчик прошивок общего вида. Прошивка, загруженная в адаптер ActiveWire, изменяет номер версии. Затем выполняется программный сброс микросхемы EZ-USB в части USB для отключения от шины USB и повторного подключения.

Пример: Устройства хранения данных. Поддержка устройств хранения данных главным образом строится на основе существующих протоколов. Накопитель Iomega USB Zipdrive основан на SCSI-версии их устройства. Команды SCSI и сообщения о состоянии объединяются в блоки и передаются по каналам передачи данных к устройству и от устройства, эмулируя контроллер SCSI по соединению USB. Команды ATAPI и UFI поддерживаются подобным же образом.

Спецификация на устройства хранения поддерживает 2 различных типа объединения блоков управления. Первоначальная попытка была основана на посылке команды и состояния через канал, используемый по умолчанию, и использовании основных передач для данных, перемещаемых между хостом и устройством. На основании опыта работы второй подход был разработан на основе объединения блоков команд и статуса и посылке их по основному каналу к и от конечной точки. Спецификация явно задает, что случается, когда и что нужно сделать в случае условия возникновения ошибки. Самой большой трудностью при написании драйверов для таких устройств является обеспечить соответствие протокола USB в существующую поддержку для устройств хранения. CAM дает способы для этого ясным образом. ATAPI менее прост, так как исторически интерфейс IDE никогда не имел много различных представлений.

Поддержка дискет USB от Y-E Data опять же менее понятно, так как был разработан новый набор команд.