USB 主机维护者注释（架构）

[English]

主机协议栈大致分为多个抽象层，每个层代表不同的 USB 概念和不同级别的 USB 主机操作。例如，较高的层可能呈现为设备和应用数据传输的抽象，而较低的层则为端点和 USB 传输的抽象。

层描述

从最低层（离用户最远的层）到最高层（离用户最近的层），主机协议栈的层描述如下表所示：

主机协议栈的各层功能简述

层

文件

描述

主机控制器 (DWC_OTG)

N/A

此层代表 ESP32-S3 的 USB 控制器硬件，所提供的 API 是控制器的寄存器接口。

LL

usbh_ll.h

LL（低级）层根据 ESP-IDF 的 硬件抽象 API 指南 抽象了 USB 控制器的基本寄存器访问。换句话说，此层提供的 API 能访问控制寄存器，也可以格式化/解析控制器的 DMA 描述符。

HAL

usbh_hal.h， usbh_hal.c

HAL（硬件抽象层）根据 ESP-IDF 的 硬件抽象 API 指南，将 USB 控制器的操作步骤抽象成函数。此层还将控制器的主机端口和主机通道抽象化，并提供操作它们的 API。

HCD

hcd.h， hcd.c

HCD（主机控制器驱动程序）是一个与硬件无关的 API，适用于任何 USB 控制器（理论上，此 API 可以与任何 USB 控制器实现一同使用）。此层还抽象了根端口（根集线器）和 USB 管道。

USBH 和集线器驱动程序

usbh.h， usbh.c

USBH（USB 主机驱动程序）层等效于 USB2.0 规范第 10 章中描述的 USBD 层。USBH 提供 USB 设备的抽象，在内部管理已连接设备的列表（即，设备池），还仲裁客户端之间的设备共享（即，跟踪正在使用的端点并提供一个共享端点 0）。

集线器驱动程序

hub.h， hub.c

集线器驱动程序层是 USBH 的特殊客户端，负责处理设备的连接/断开，并通知 USBH 此类事件。对于设备的连接，集线器驱动程序还会处理枚举过程。

USB 主机库

usb_host.h， usb_host.c

USB 主机库层是主机协议栈的最低公共 API 层，并呈现 USB 主机客户端的概念。客户端的抽象允许多个 class 驱动程序同时存在（其中每个类大致映射到一个单独的客户端），这也是一种分工机制（其中每个客户端负责各自的处理以及事件处理）。

主机 Class 驱动程序

请参阅 ESP-USB 存储库 或是 ESP-IDF 中的 USB 主机示例 peripherals/usb/host。

主机 Class 驱动程序能实现特定设备类（例如，CDC、MSC、HID）的主机端。每个 class 驱动程序具有特定的公开 API 接口。

层依赖关系

主机协议栈大致遵循自顶向下的层次结构，具有层间依赖关系。假设存在层 A（最高层）、B 、 C（最低层），则主机协议栈具有以下层间依赖规则：

  • 特定层可以使用其直接下层的 API（层 A 可以使用层 B 的 API）。

  • 特定层可以使用其间接下层的 API（层 A 可以使用层 C 的 API），即可以隔层调用。

  • 特定层不能使用其任何上层的 API（层 C 无法使用层 A/B 的 API）。

备注

允许跳过层次以避免在多个层次之间重复相同的抽象。例如，管道的抽象都位于 HCD 层，但被上面的多个层使用。

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