USB即通用串行总线（Universal Serial Bus），是一种广泛使用的串行通信标准，用来连接多种外围设备如打印机、鼠标、键盘、扫描仪等至主机。USB在计算机系统中的一个重要应用就是驱动程序的开发，特别是在Linux环境下，如何开发USB设备驱动程序是一个重要的研究课题。
Linux操作系统中，USB设备驱动程序的框架结构主要由以下几个核心部分组成：
1. USB核心（USB Core）：这是USB驱动程序中最核心的部分，负责维护USB设备的注册、注销、数据传输等。USB核心提供了许多用于USB设备通信的标准API接口。
2. USB设备描述符（USB Device Descriptor）：每个USB设备都有一个设备描述符，包含设备的基本信息，比如供应商ID、产品ID、设备类别、设备协议、设备的版本号等。
3. USB配置描述符（USB Configuration Descriptor）：描述USB设备的配置情况，包括设备需要多少电力，支持多少接口等。
4. USB接口描述符（USB Interface Descriptor）：描述每个接口所提供的服务，如通信模式、数据传输的速率等。
5. USB端点描述符（USB Endpoint Descriptor）：描述端点的特性，包括传输类型（控制、批量、中断或同步）、传输方向、每包的最大字节数等。
Linux下USB设备驱动程序的一般结构包含USB驱动程序的初始化与卸载函数、设备的探测与断开函数、以及文件操作函数等。驱动程序的编写通常包括以下几个步骤：
a. 定义USB设备的ID表：用于匹配特定的USB设备，告诉USB核心哪些设备可以被这个驱动程序控制。
b. 实现probe函数：当USB核心发现一个与驱动程序ID表匹配的USB设备时，它会调用probe函数，驱动程序可以在其中进行初始化操作，比如分配必要的资源，注册设备。
c. 实现disconnect函数：当USB设备被移除时，USB核心会调用disconnect函数，驱动程序在这里可以进行清理工作。
d. 定义文件操作结构体：用于指定驱动程序所提供的系统调用接口，比如打开、读取、写入、控制等操作的函数指针。
Linux USB驱动程序开发中，还涉及到URB（USB Request Block）的使用，URB是USB通信的基本单位，用于在USB核心与USB设备之间传输数据。开发者需要熟悉URB的创建、提交、同步/异步处理和回收等操作。
在USB驱动程序中，设备的通信不仅仅只是数据传输，还包括对特定请求的处理，比如设备的配置、接口的切换、控制传输等。控制传输通常用于获取设备的描述符、设置设备的配置、控制设备的标准请求等。
Linux USB驱动程序还需要处理各种错误情况和设备的电源管理。例如，当系统处于低功耗状态时，USB设备可能会被挂起，驱动程序需要能够处理这种状态的切换。
USB驱动程序编写是一门实践性很强的技能，开发者需要熟悉Linux内核机制、USB协议的细节、内核编程的规则以及特定硬件的特性。通过设计和实现一个典型的USB设备驱动程序，可以总结出Linux下编写USB设备驱动程序的一般方法和技巧，包括如何组织代码、如何处理各种USB事件、如何优化性能等。
本论文研究的内容，通过具体的实现示例，不仅加深了对Linux USB驱动程序框架和数据结构的理解，也为其他开发者提供了实用的指南和经验分享。
