Linux那些事之我是USB Core

为什么要开发 USB。就好像我们问为什么房价这么高，任小强们的解释是地价太高，成本 太高，造的少买的多，一面要满足广大人民群众的可观需求，一面要与国际价格体系接轨， 压力多大啊，ZF 的解释是 KFS 牟取暴力，囤积居奇，咱们的解释是＃￥％×……。不过咱 们这里的问题没有那么复杂，同样无关政治民生，关乎的只是咱们的需要。USB 出现以前， 电脑的接口处于春秋战国时代，串口并口等多方割据，键盘、鼠标、Modem、打印机、扫 描仪等都要连接在这些不同种的接口上，实行的是一夫一妻制，一个接口只能连接一个设备， 不过咱们的电脑不可能有那么多这种接口，所以扩展能力不足，而且它们的速度也确实很有 限。还有关键的一点是，热插拔对它们来说也是比较危险的操作，不想用了都成黄脸婆了还 不能立即换掉，岂不是很不能满足很多 man 们内心的潜在需要。USB 正是为了解决速度、 扩展能力、易用性应景而生的。 USB（通用串行总线）技术的发展历程与它在个人电脑中的作用是非常重要的知识点。USB的出现，终结了个人电脑接口的混战时代，将串口、并口等专用接口统一成了通用接口，极大地提升了电脑的扩展能力和用户的易用性。 在USB出现之前，个人电脑的外设接口种类繁多，每种接口都只能连接一种设备，这种状况限制了电脑的扩展性，并且这些接口的传输速度也跟不上日益增长的数据传输需求。同时，早期的接口如串口、并口并不支持热插拔，使用起来非常不便。用户在使用过程中，如果需要更换设备，往往需要关闭电脑，再进行硬件的插拔与更换，这对日常使用的便捷性造成了很大的影响。 USB的出现，解决了上述问题。它的设计初衷是为了提供一个快速、易用、且支持热插拔的接口，让各种外设能够更加便捷地连接到电脑上。USB接口支持即插即用（Plug and Play），用户可以随时将USB设备连接到电脑上，并且无需关闭电脑即可开始使用。这大大提升了用户的工作效率和使用体验。 在技术层面，USB通过集线器（Hub）结构来扩展连接能力，每个Hub可以连接更多的设备，而数据传输速度也随着USB版本的更新而不断提升。从最初的USB 1.1版本开始，到后来的USB 2.0，再到现在的USB 3.0及USB 3.1，速度已经得到了飞跃式的提升，满足了高清视频传输、大数据存储等高性能设备的需要。 在Linux操作系统中，USB子系统（也称为USB Core）是内核中处理USB设备和USB驱动程序之间通信的组件。USB Core负责管理USB设备的枚举、配置，以及与USB驱动程序的通信。当一个新的USB设备被连接到电脑时，USB Core会识别这个设备，加载对应的驱动程序，完成设备的初始化，并在设备和驱动程序之间建立通信。 Linux的USB Core不仅需要处理设备的物理连接和通信，还需要管理设备的电源管理、错误处理、以及带宽的分配等。USB Core为上层应用提供了简洁的接口，使得开发者可以更容易地编写USB设备的驱动程序。 在Linux内核中，USB Core是USB协议实现的核心部分，它通过提供标准化的编程接口（API），使得开发者能够针对不同类型的USB设备编写统一的驱动程序。Linux系统中的许多设备，如U盘、打印机、摄像头等，都依赖于USB Core的功能才能正常工作。 USB的标准化得到了多家业界巨头的支持，包括但不限于Intel、Compaq、IBM和Microsoft等。1994年11月，这些公司共同提出了USB标准，并在随后的几年中逐步完善，最终在1996年发布了1.0版本。虽然这个版本最初没有获得市场的广泛接受，但随着USB 1.1版本的发布，USB技术逐渐流行起来，成为个人电脑上不可或缺的标准接口。 综合以上，USB技术不仅在技术层面为用户和开发者带来了巨大的便利，也在商业上为厂商和消费者创造了一个巨大的市场。USB的普及，反映了一个行业的发展趋势，即通过标准化来简化技术的复杂性，提高产品的互操作性和用户体验。USB的故事，不仅是技术发展的故事，也是IT行业发展的一个缩影。