嵌入式开发之usb 转 net --- 支持持USB 网络适配器方案

（1）、应用背景

（2）、usb 简介

（3）、网卡 接口

（4）、usb 转net

（5）、usb 网卡驱动实现

（6）、usb 直连通信

神奇的usb

----------author：midu

-----------------dateTime：20200612

----------------------qq：1327706646

（1）、应用背景

 许多项目在空间设计方面需要节省空间，可以考虑去掉网卡器件，预留usb 外接phy 转换芯片进行网络通信，或是直接usb 协议通信。

现在市面有很多基于usb 接口的链接器可以使用，比如外接usb wifi模块、usb 外接摄像头模组、usb 外接存储盘、外接USB 网络模块（厂家有某绿）等等，丰富了接口应用

（2）、usb 简介

2.1 什么事usb

直译就是通用串行总线。 

2.2 usb 协议版本

（3）、网卡 接口

如果是转网络，可选usb转网络芯片模块，如文末附图物件；

若是直接usb通信，就无须网络转接头，直接用两头公头连接，usb协议通信

（4）、usb 转net

https://blog.csdn.net/qq_22182835/article/details/89457512

（5）、usb 网卡驱动实现

5.1 usb 驱动框架

a .主要驱动架构

b. 主机驱动架构

c. 设备端驱动架构

从上图可知，设备端驱动包含两部分：
    1) 底层设备控制器驱动
    2) 上层大容量存储类驱动

设备控制器驱动

 USB设备控制器驱动主要实现Gadget API定义的函数和中断服务函数，可按功能划分为：API函数实现模块和中断处理模块。
       API函数主要实现Gadget API定义的函数功能，如结构体usb_ep_ops和usb_gadget_ops中的函数、usb_gadget_register_driver函数。这些函数是供Gadget Driver调用。
       中断处理模块主要处理设备控制器产生的各种中断，包括端点中断、复位、挂起等中断。

5.2 usb 初始化过程

USB驱动作为一个系统，集成了众多的驱动模块，注册过程非常复杂。从USB系统的角度来说，USB主机驱动主要包含：

       1) USB核驱动

       2) 主机控制器驱动

       3) 集线器驱动

       驱动的加载执行流程如下图所示：

 a. USB Core的初始化

   USB驱动从USB子系统的初始化开始，USB子系统的初始化在文件driver/usb/core/usb.c

1.  
   subsys_initcall(usb_init);
2.  
   module_exit(usb_exit);

        subsys_initcall()是一个宏，可以理解为module_init()。由于此部分代码非常重要，开发者把它看作一个子系统，而不仅仅是一个模块。USB Core这个模块代表的不是某一个设备，而是所有USB设备赖以生存的模块。在Linux中，像这样一个类别的设备驱动被归结为一个子系统。subsys_initcall(usb_init)告诉我们，usb_init才是真正的初始化函数，而usb_exit将是整个USB子系统结束时的清理函数。

b. 主机控制器的初始化及驱动执行(以EHCI为例)

   module_init(otg_init); 模块注册
   static init __init otg_init(void);
   platform_driver_register(); 平台注册
   static int __init otg_probe(struct platform_device *pdev); 探测处理函数
   reg = platform_get_resource(pdev, IORESOURCE_MEM, 0); 获取寄存器信息
   data = platform_get_resource(pdev,IORESOURCE_MEM, 1); 获取内存信息
   irq = platform_get_irq(pdev,0); 获取中断号
   usb_create_hcd(&otg_hc_driver, &pdev->dev, pdev->dev.bus_id);
   分配和初始化HCD结构体。对设备数据空间进行分配，初始化计数器、总线、定时器、hcd结构体各成员值。
   ret = usb_add_hcd(hcd,irq,SA_INTERRUPT);
   完成HCD结构体的初始化和注册。申请buffer，注册总线、分配设备端内存空间，向中断向量表中申请中断，注册根集线器，对根集线器状态进行轮询。

c.注册集线器

       register_root_hub(hcd);
      在USB系统驱动加载的过程中，创建了集线器的线程(khubd)，并且一直查询相应的线程事务。HCD驱动中，将集线器作为一个设备添加到主机控制器驱动中，然后进行集线器端口的初始化。在USB主机看来，根集线器本身也是USB主机的设备。USB主机驱动加载完成之后，即开始注册根集线器，并且作为一个设备加载到主机驱动之中。
       USB主机和USB设备之间进行数据交互，USB设备本身并没有总线控制权，U盘被动地接收USB主机发送过来的信息并做出响应。USB主机控制器与根集线器构成了主机系统，然后外接其它的USB设备。
       为了更好地探测到根集线器的状态变化，USB主机控制器驱动增加了状态轮询函数，以一定的时间间隔轮询根集线器状态是否发生变化。一旦根集线器状态发生变化，主机控制器就会产生相应的响应。
       USB主机和USB设备之间的数据传输以URB(USB Request Block)的形式进行。

（6）、usb 直连通信

鸣谢：

https://wenku.baidu.com/view/54b8f334a200a6c30c22590102020740be1ecda8.html AX88772_USB转以太网PHY芯片原理设计

https://www.jianshu.com/p/3afc1eb5bd32 usb 协议

https://blog.csdn.net/myarrow/article/details/8279156 USB协议架构及驱动架构

https://blog.csdn.net/songze_lee/article/details/77658094 usb 协议简介

http://www.42xz.com/soft/3238.html#xzz  usbblyzer 下载地址

https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/81448023 USB 之三 常用抓包/协议分析工具（Bus Hound、USBlyzer、USBTrace、USB Monitor Pro等）

https://blog.csdn.net/g200407331/article/details/51682597 usb 通信协议深入理解

https://blog.csdn.net/u010142953/article/details/82627591 USB协议基本知识

http://bbs.ntpcb.com/read.php?tid-121943.html usb net pcb

https://www.lulian.cn/product/list-115-cn.html  绿联USB有线百兆网卡

https://www.asix.com.tw/cs/download.php?sub=driverdetail&PItemID=86  驱动代码，AX88772 驱动程序下载

https://blog.csdn.net/weixin_33834075/article/details/85933953 

https://blog.csdn.net/u010333084/article/details/102751186?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.nonecase&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.nonecase USB网卡 AX88772C 驱动交叉编译

https://www.asix.com.tw/FrootAttach/userguide/How_to_identify_Authentic_ASIX_USB-to-LAN_Products_v100.pdf usb 驱动详解

http://bbs.16rd.com/forum-38-1.html 1牛网