USB RNDIS 主机驱动

iot_usbh_rndis 是基于 USB 接口的 RNDIS 协议的主机驱动。

RNDIS 协议

RNDIS(Remote NDIS) 通过将 TCP/IP 封装在 USB 报文里，实现网络通信。

USB 描述符

RNDIS 设备默认自己为 USB 配置中的唯一功能。对于复合设备，RNDIS 希望自己是第一个 USB 配置, 即 bInterfaceNumber 为 0 的接口。

RNDIS 接口一般由一个 IAD 描述符和两个接口描述符组成。IAD 描述符的 bInterfaceCount 为 2， bFunctionClass 为 0xe0。

示例：

*** Interface Association Descriptor ***
bLength 8
bDescriptorType 11
bFirstInterface 0
bInterfaceCount 2
bFunctionClass 0xe0
bFunctionSubClass 0x1
bFunctionProtocol 0x3
iFunction 5
    *** Interface descriptor ***
    bLength 9
    bDescriptorType 4
    bInterfaceNumber 0
    bAlternateSetting 0
    bNumEndpoints 1
    bInterfaceClass 0xe0
    bInterfaceSubClass 0x1
    bInterfaceProtocol 0x3
    iInterface 5
            *** Endpoint descriptor ***
            bLength 7
            bDescriptorType 5
            bEndpointAddress 0x85   EP 5 IN
            bmAttributes 0x3        INT
            wMaxPacketSize 16
            bInterval 16
    *** Interface descriptor ***
    bLength 9
    bDescriptorType 4
    bInterfaceNumber 1
    bAlternateSetting 0
    bNumEndpoints 2
    bInterfaceClass 0xa
    bInterfaceSubClass 0x0
    bInterfaceProtocol 0x0
    iInterface 5
            *** Endpoint descriptor ***
            bLength 7
            bDescriptorType 5
            bEndpointAddress 0x87   EP 7 IN
            bmAttributes 0x2        BULK
            wMaxPacketSize 64
            bInterval 0
            *** Endpoint descriptor ***
            bLength 7
            bDescriptorType 5
            bEndpointAddress 0x6    EP 6 OUT
            bmAttributes 0x2        BULK
            wMaxPacketSize 64
            bInterval 0

通信流程

通过控制端点发送初始化消息 REMOTE_NDIS_INITIALIZE_MSG，设备会返回 REMOTE_NDIS_INITIALIZE_CMPLT_MSG 消息。
接着主机需要发送 REMOTE_NDIS_QUERY_MSG 消息，用于查询对象描述符（OID），并根据 OID 来查询和支持设备。如拿到设备的 MAC 地址，连接状态，连接速度等。
接着主机端就可以发起 DHCP 请求，获取 IP 地址。

帧格式

RNDIS 协议的帧格式如下：

发送：RNDIS 数据包需要在以太网帧前添加 RNDIS 数据头 rndis_data_packet_t，然后添加以太网帧报文。

接收：RNDIS 数据包在以太网帧头部添加 RNDIS 数据头 rndis_data_packet_t。需要先解析 RNDIS 数据头，再拿到以太网帧。

速率测试

ESP32-S3 连接 4G 网卡，并开始 softAP，手机连接 softAP 进行网络测速:

芯片	上行(Mbps)	下行(Mbps)
ESP32-S3	5.8	7.9

API 参考

Header File

components/usb/iot_usbh_rndis/include/iot_usbh_rndis.h

Functions

esp_err_t iot_eth_new_usb_rndis(const iot_usbh_rndis_config_t *config, iot_eth_driver_t **ret_handle)

Create a new USB RNDIS Ethernet driver.

This function initializes a new USB RNDIS Ethernet driver with the specified configuration. It allocates memory for the driver, sets up the driver functions, and returns a handle to the driver.

参数

config – Pointer to the RNDIS configuration structure.
ret_handle – Pointer to a location where the handle to the new Ethernet driver will be stored.

返回

ESP_OK: Driver created successfully
ESP_ERR_INVALID_ARG: Invalid argument (NULL config or ret_handle)
ESP_ERR_NO_MEM: Memory allocation failed

Structures

struct iot_usbh_rndis_config_t

USB Host Ethernet ECM Configuration.

Public Members

bool auto_detect: Auto detect RNDIS device

TickType_t auto_detect_timeout: Auto detect timeout in ticks, used when auto_detect is true

uint16_t vid: USB device vendor ID, used when auto_detect is false

uint16_t pid: USB device product ID, used when auto_detect is false

int itf_num: interface numbers, used when auto_detect is false

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