史胜辉：USB工程师技术路线分析（附图书推荐）

作者简介

史胜辉，在MTK工作了11年，一直在基带芯片的USB驱动领域做开发和验证。从最开始做USB2.0/3.0 IP验证和驱动开发到后面带领团队做上层协议驱动开发，以及跟硬件设计部门合作开发全新的USB硬件加速器。

USB是个比较复杂的协议，对于刚接触USB 驱动的同学来说，经常看了很久但是一直有中被在门外晃荡的感觉。作为USB驱动领域工作了很多年的我，为刚刚接触USB 或者对USB 感兴趣的新同学推荐一些学习书籍，希望能帮助其入门。

第一本要推荐的必然是 《Linux设备驱动程序》(第4版)，把它称作Linux驱动开发的工程师的居家旅行的必备之器一点不过。里面详细的介绍了Linux 设备驱动的架构，而且有完整的实例程序，是非常值得推荐的一本书。

看完这本书后，基本对Linux 设备驱动框架都已经了解了，这个时候再配合Linux USB API（https://www.kernel.org/doc/html/v5.19-rc8/usb/index.html) 看USB驱动程序就简单多了。

对于USB 协议来说 从USB1.1->USB2.0->USB3.2Gen1->USB3.2Gen2X1->USB3.2Gen2X2->USB4 发展历程很长，每个协议都很多。不建议新同学直接抱着USB 协议书啃，时间太久而且还不好懂。

USB2.0 是非常值得学习的，因为作为USB协会的一大经典之作，当前通用性最强，而且是后面的IP的基础。直接读协议的话，会比较枯燥，而且中间的逻辑关系很难拎出来。

作为过来人，推荐直接学习《USB 2.0 System Architecture - MindShare》, 里面的逻辑关系和关键知识点讲的都很到位。无论是对于新人还是老手，都是值得去读的。当然它的篇幅有限，无法想USB 协议书那样详尽。

所以看完上面这个后，还是需要有针对性的看下USB2.0 协议书中的相关章节或知识点。避免一叶障目。

USB3.0 (现在改名叫USB3.2Gen1) 除了MAC/PHY 上的改善，同时引入了全新的硬件Layer：Link Layer。同样推荐先学《USB 3.0 Technology - Mindshare》再选看USB3.0协议书。

对于USB驱动开发工程师，推荐看协议时，一定要看协议中以下章节：Architural Overview，Data Flow Model, Protocol Layer, Device Framework 这几个章节，其他章节根据需要学习即可。

学习完这些知识后，恭喜你，你已经跨入USB领域大门了。这个时候就开始往你想要领域扩展了：底层协议：OTG/Type-C/BC1.2/PD，上层协议：ACM/ECM/NCM/RNDIS/MBIM/...

这个时候很多人还是会很迷茫，看了一堆的理论，跟Driver 怎么挂钩的呢？其实中间还缺了两个重要的环节:

1. USB 硬件是如何套用USB 协议的的？软件驱动是如何按照USB 协议去控制硬件的？

2. USB 背后的DMA 是如何跟USB MAC 通信的？软件又是如何控制DMA的？

这些都是跟具体IP 提供商的具体实现有关，而普通的驱动开发者往往对这些都是雾里看花。后续有机会详细给大家介绍。