USB设备类型汇总

参考：usb wiki、USB

一、USB概述

1.USB 版本

2.USB 接口

[站外图片上传中...(image-2f523-1596012258374)]

3.USB Class Codes

​ USB定义了设备类的类别码信息，它的功能包括：可以用来识别设备并且加载设备驱动。这种代码信息有包含Base Class（[基类]）、SubClass（[子类]）、Protocol（[协议]）一共占有3个字节。

Base Class、SubClass与Protocol详细关系列表

4.USB封包格式

二、常见usb设备类型

参考ACM&ECM&NCM&EEM&RNDIS&RmNet介绍

1.USB CDC设备

通用串行总线(USB)通信设备(Communication devices)的定义由三个类组成：

• 通信设备类(Communication Device Class, CDC)：设备级定义，被主机用于识别(确定)含有几种不同类型接口的通信设备；
• 通信接口类(Communication Interface Class)：定义了一种通用机制，该机制可被用来使能处于USB总线上的所有类型的通信服务，即USB通信设备的控制功能；
• 数据接口类(Data Interface Class)：定义了一种通用机制，当一种数据不符合任何类的要求时,该机制使这种数据传输能通过USB块传输或同步传输类型在USB总线上进行，即通过USB块传输或同步传输类型去实现任何类型的数据传输的机制。

1）USB CDC ACM（虚拟串口）

• CDC-ACM (Abstract Control Model 抽象控制模型）允许任何通信设备提供串行通信接口（例如发送和接收AT命令的调制解调器设备）。该设备类型是在PSTN(Public Switched Telephone Network)中定义的。
• CDC-ACM驱动程序将USB设备作为虚拟调制解调器或虚拟COM端口暴露给操作系统。驱动程序可以通过ACM（通过不同通道分离数据和AT命令）或通过串行仿真（按原样传递AT命令和作为数据流的一部分）发送数据和AT命令。

2）USB CDC ECM

CDC-ECM（Ethernet Networking Control Model 以太网网络控制模型）用于在设备和主机之间交换以太网帧数据。CDC-ECM设备的一般用例是LAN/WLAN的点对点以太网适配器。（获取的是局域网IP）

3）USB CDC NCM

CDC-NCM（Network Control Model 网络控制模型）协议用于在设备和主机之间交换高速以太网帧数据。这些以太网帧可以传送通过通信网络传输的IPv4或IPv6数据报。NCM设备的一般用例是支持3.5G/4G网络的无线网络适配器，例如：HSPA +和LTE。NCM是建立在ECM的基础上，进行改进以支持更高的数据速率，主要表现在：

• 多个以太网帧可以聚合为单个USB传输；
• 为了最大限度地减少在USB设备中处理以太网帧时的开销，CDC-NCM可以按照最好的方式将以太网帧放到USB传输中。
• CDC-ECM专为USB full-speed设备而设计，尤其适用于支持DOCSIS 1.0电缆调制解调器。虽然ECM在功能上是完整的，但它在吞吐量或效率方面不能很好地扩展到更高的USB速度和更高的网络速度。NCM利用从ECM实施中获得的经验，并调整数据传输协议，使其更加高效。

4）USB CDC EEM

CDC-EEM（Ethernet Emulation Model 以太网仿真模型）是一种通过USB总线以低成本和高效率传输以太网帧的规范。与CDC ECM不同，EEM不会扩展USB总线上的接口，而是将USB总线视为移动以太网数据包的工具。EEM是较新的标准，比ECM稍微简单一些，可以获得更多的硬件支持。两者之间的差别是：

• ECM将网络接口扩展到目标（例如USB电缆调制解调器）；
• EEM用于移动设备通过USB使用以太网与主机通信。

但是，对于Linux gadget，与主机的接口是相同的（usbX设备），因此差异很小。

5）USB CDC OBEX

USB CDC-OBEX（Object Exchange 对象交换）符合WMC（Wireless Mobile Communication 无线移动通信）OBEX功能模型，支持USB上的OBEX应用程序。

6）USB WMC

USB WMC（Wireless Mobile Communication 无线移动通信），可以理解为USB上网卡（连接移动通信网络），该模型包括以下内容：

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2.RNDIS设备

• RNDIS（Remote Network Driver Interface Specification 远程网络驱动接口协议）是Microsoft专有协议，主要用于USB之上，在支持Microsoft RNDIS协议的Windows PC上提供类似CDC的通信功能。它提供了大多数Windows，Linux和FreeBSD操作系统版本的虚拟以太网链接。

• NDIS和RNDIS区别：NDIS是一种规范，定义了网络驱动接口的api。RNDIS是一种技术，是将TCP/IP封装在USB报文里，实现网络通信。

• NDIS和PPP区别：ppp通过pppd进行拨号，NDIS通过gobinet进行拨号。

• RNDIS的框架如下：

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3.RmNet设备

RmNet是高通公司为其手机平台开发的专有USB虚拟以太网框架。 RmNet通过薄层协议（TLP）提供更高的吞吐量，并允许服务质量流量控制。

• RmNet和CDC-ECM区别：更像是两种拨号方式的区别，RmNet获取公网IP，CCD-ECM获取局域网IP。
• 在高通平台上，rmnet 也是属于CDC-ECM，他们具体的区别在于对于USB命令的封装以及使用的USB接口，端点定义方式不同。
• 如果是使用RmNet,那么发起data call是通过QMI工具发的QMI命令，QMI工具为QMICM，QMICM集成了QMI命令。
• 而通过标准的CDC-ECM发起data call，则是发送标准的ECM命令。
  • 如果是QMICM建立的data call，不走router的，所以它的IP地址获得的是公网IP。
  • 而通过标准的CDC-ECM建立的data call，是走router的，获得的IP地址是私有的IP如192.168开头。

4.HID设备

Human Interface Device的缩写，由其名称可以了解HID设备是直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。不过HID设备并不一定要有人机接口，只要符合HID类别规范的设备都是HID设备。

5.Mass Storage设备

USB大容量存储设备是一个协议，允许一个USB接口的设备与主计算设备相连接，以便在两者之间传输文件。对于主计算设备来说，USB设备看起来就像一个移动硬盘，允许拖放型文件传送。它实际上是由USB实施者论坛所通过许多通讯协议的汇总，这一标准提供了许多设备的界面。包括移动硬盘、闪存盘、移动光学驱动器、读卡器、数码相机、数码音乐播放器、PDA以及手机等等。