比较EHCI和UHCI

标题和描述中提到了EHCI（Enhanced Host Controller Interface）和UHCI（Universal Host Controller Interface），两者都是USB主机控制器的标准，用于实现计算机与USB设备之间的通信。本文将深入解析EHCI与UHCI的区别，以及它们在实际应用中的价值。 ### EHCI与UHCI的核心区别 #### 访问方式差异 EHCI和UHCI之间的一个关键区别在于它们如何访问和管理外设。EHCI采用了内存映射I/O（Memory-mapped I/O）的方式，这意味着EHCI将外设的I/O空间映射到系统的内存地址空间中，使得CPU能够像读写内存一样读写外设。这种方式简化了编程模型，提高了效率。相比之下，UHCI采用的是端口映射I/O（Port-mapped I/O），这是一种更传统的访问方式，其中外设的I/O空间与系统的内存空间分开，CPU通过特定的I/O指令来访问外设。由于UHCI使用的是端口映射I/O，因此在访问外设时不需要额外的映射步骤，但这同时也意味着程序设计上会相对复杂一些。 #### Linux内核代码中的实现差异 在Linux内核代码中，EHCI和UHCI的处理方式也存在明显差异。例如，在`usb_hcd_pci_probe()`函数中，根据驱动程序的标志`HCD_MEMORY`来区分EHCI和UHCI，并进行相应的资源映射。对于EHCI，通过`pci_resource_start()`获取物理地址范围，并使用`ioremap_nocache()`将其映射到虚拟地址空间。而对于UHCI，则通过循环遍历所有可能的区域，找到可用的I/O资源，并使用`request_region()`进行请求。这种差异反映了EHCI和UHCI在硬件接口上的本质不同。 ### 实际应用场景 尽管EHCI被视为UHCI的升级版，支持更高的传输速率和更多的特性，如USB 2.0的高速模式，但在实际应用中，两者往往共存。这是因为许多老式设备仍然使用UHCI，而新的系统则可能同时支持EHCI和UHCI，以确保向后兼容性。在新系统中，EHCI通常用于高性能需求的场景，如高速数据传输；而UHCI则可能用于连接速度要求较低的设备，或在资源受限的情况下作为备用方案。 ### 总结 EHCI和UHCI虽然在技术上有所区别，但它们都在USB生态系统中扮演着重要的角色。EHCI以其高效、高速的特性，成为现代USB通信的主流标准；而UHCI则因其广泛的兼容性和成熟的技术，仍然在某些应用场景中不可或缺。对于开发者和系统架构师而言，理解这两种标准的工作原理和适用场景，对于优化系统性能和确保兼容性具有重要意义。在未来，随着技术的不断进步，我们可能会看到更多先进的USB主机控制器标准出现，但EHCI和UHCI的历史贡献和现实价值将不可磨灭。