USB-C(USB Type-C)规范的简单介绍和分析

作者:wowo 发布于:2017-12-18 16:18 分类:USB

从1996年1月USB1.0正式发布至今(2017年9月 USB3.2发布),USB已经走过了21个年头。在这21年的时间了,USB标准化组织(USB Implementers Forum,USB-IF)折腾出来了各式各样、五花八门的接口形态:Type A、Type A SuperSpeed、Type B、Type B SuperSpeed、Mini-A、Mini-B、Micro-A、Micro-B、Micro-B SuperSpeed、Type C等等。

另外,USB接口主要由插座(Receptacle)、插头(Plug)和线缆(Cable)三部分组成,再叠加上这些奇奇怪怪的规范,灾难就发生了:

A产品喜欢用Type A的插座,B产品偏偏喜欢Type B,连接它们的线缆就悲剧了,只能变成A-to-B的了。以此类推,A-to-A、B-to-B、A-to-MicroA、等等,于是我们的抽屉就挤满了各种不明用途的USB线……

好吧,吐槽时间结束,因为本文的主角不是过去的那些奇奇怪怪的接口,而是最新的、红到发紫的USB-C(也称作USB Type C)规范。提起typec,它还真和它的A、B前辈们不太一样:

因为它有自己独立的、自行演化的规范文件----USB Type-C Specification(2014年发8月布1.0版本,2017年7月发布1.3版本)。而前辈们就没有这样的待遇了,它们都依附于具体的USB规范(USB 1.0、USB 1.1、USB 2.0、等等)。

为什么会这样的呢?当然是因为它有独特之处了,具体请参考本文后续的描述。

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标签: Power USB typec type-c 3.1 pd

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Linux kernel内存管理的基本概念

作者:wowo 发布于:2017-11-9 22:37 分类:内存管理

内存(memory)在Linux系统中是一种牵涉面极广的资源,上至应用程序、下至kernel和driver,无不为之魂牵梦绕。加上它天然的稀缺性,导致内存管理(Memory Management,简称MM)是linux kernel中非常重要又非常复杂的一个子系统。

重要性就不多说了,Kernel自有分寸。关于复杂性(鉴于Linux kernel优秀的抽象能力),应该不会被普通人(Linux系统的使用者、应用工程师、驱动工程师、轻量级的内核工程师)感知到才对。事实确实如此,Kernel屏蔽掉了大多数的实现细节,尽量以简单、易用的方式向其它模块提供memory服务。

不过呢,这个世界上没有完美的存在,kernel的内存管理也是如此,由于两方面的原因:一、众口难调,内存管理有关的需求实在太复杂了;二、CPU、Device和Memory之间纠结的三角恋(参考下面图片),导致它也(不得不)提供了很多啰里啰唆的、不易理解的功能(困扰了很多从入门级到资深级的linux软件工程师)。

memory_topology

图片1 CPU, Device and Memory

基于上面的原因,本站内存管理子系统发布了很多分析文章,以帮助大家理解内存管理有关的概念。不过到目前为止,还缺少一篇索引类的文章,从整体出发,理解Kernel内存管理所需要面对的软硬件局面、所要解决的问题,以及各个内存管理子模块的功能和意义。这就是本文的目的。

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标签: Linux Kernel 内核 内存管理 mm 概念

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Linux kernel scatterlist API介绍

作者:wowo 发布于:2017-10-13 22:20 分类:内存管理

我们在那些需要和用户空间交互大量数据的子系统(例如MMC[1]、Video、Audio等)中,经常看到scatterlist的影子。对我们这些“非英语母语”的人来说,初见这个词汇,脑袋瞬间就蒙圈了。scatter可翻译成“散开、分散”,list是“列表”的意思,因而scatterlist可翻译为“散列表”。“散列表”又是什么?太抽象了!

之所以抽象,是因为这个词省略了主语----物理内存(Physical memory),加上后,就好理解了多了,既:物理内存的散列表。再通俗一些,就是把一些分散的物理内存,以列表的形式组织起来。那么,也许你会问,有什么用处呢?

当然有用,具体可参考本文后续的介绍。

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标签: Linux Kernel 内核 scatterlist sg_table

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X-026-KERNEL-Linux gpio driver的移植之gpio range

作者:wowo 发布于:2017-9-27 22:27 分类:X Project

我们在[1][2]中提到过,鉴于gpio的特殊性,pinctrl subsystem特意留了一个后门(gpio range),gpio driver可以通过这个后门直接向pinctrl subsystem申请将某个pin用作gpio功能。本文将根据一个简单的示例,介绍这个后门的使用方法,以加深对相关机制的理解。

注1:本文的测试方法和[3]中的一致,即:通过gpiolib sysfs api控制LED0(GPIOA19)的亮灭,因而不再罗列详细步骤。

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标签: driver GPIO porting pinctrl range

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X-025-KERNEL-Linux gpio driver的移植之基本功能

作者:wowo 发布于:2017-9-13 22:18 分类:X Project

本文将基于本站GPIO subsystem[1]相关的文章,结合”X Project”的开发过程,实现一个简单的gpio driver,并利用gpiolib提供的sysfs api进行简单的测试,进而加深对gpio相关概念的理解。

注1:本文后续的描述,kernel基于本站“X Project”所使用的kernel版本,硬件基于 ”X Project”所使用的“Bubbugum-96”平台[2]

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标签: sysfs driver GPIO porting gpiolib

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蓝牙协议分析(11)_BLE安全机制之SM

作者:wowo 发布于:2017-9-7 19:49 分类:蓝牙

注1:此SM是Security Manager的缩写,非彼SM,大家不要理解歪了!

书接上文,我们在“蓝牙协议分析(10)_BLE安全机制之LE Encryption”中介绍了BLE安全机制中的终极武器----数据加密。不过使用这把武器有个前提,那就是双方要共同拥有一个加密key(LTK,Long Term Key)。这个key至关重要,怎么生成、怎么由通信的双方共享,关系到加密的成败。因此蓝牙协议定义了一系列的复杂机制,用于处理和加密key有关的操作,这就是SM(Security Manager)。

另外,在加密链路建立之后,通信的双方可以在该链路上共享其它的key(例如在“蓝牙协议分析(9)_BLE安全机制之LL Privacy”中提到的IRK),SM也顺便定义了相应的规范。

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标签: 蓝牙 Bluetooth BLE SMP 配对 pairing 鉴权 authentication security

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Linux reset framework

作者:wowo 发布于:2017-9-1 10:46 分类:电源管理子系统

大家都知道,复杂IC内部有很多具有独立功能的硬件模块,例如CPU cores、GPU cores、USB控制器、MMC控制器、等等,出于功耗、稳定性等方面的考虑,有些IC在内部为这些硬件模块设计了复位信号(reset signals),软件可通过寄存器(一般1个bit控制1个硬件)控制这些硬件模块的复位状态。

Linux kernel为了方便设备驱动的编写,抽象出一个简单的软件框架----reset framework,为reset的provider提供统一的reset资源管理手段,并为reset的consumer(各个硬件模块)提供便捷、统一的复位控制API。

reset framework的思路、实现和使用都非常简单、易懂(参考kernel有关的API--include/linux/reset-controller.h、include/linux/reset.h可知),不过麻雀虽小,五脏俱全,通过它可以加深对Linux kernel的设备模型、驱动框架、分层设计、provider/consumer等设计思想的理解,因此本文将对其进行一个简单的罗列和总结。

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标签: Linux Kernel 内核 framework reset

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linux内核中的GPIO系统之(5):gpio subsysem和pinctrl subsystem之间的耦合

作者:wowo 发布于:2017-8-10 22:17 分类:GPIO子系统

按理说,kernel中gpio subsystem和pinctrl subsystem的关系应该非常清楚:

pinctrl subsystem管理系统的所有管脚,GPIO是这些管脚的用途之一,因此gpio subsystem应该是pinctrl subsystem的client(也可叫做backend、consumer),基于pinctrl subsystem提供的功能,处理GPIO有关的逻辑。 

不过,实际情况却不是这么简单,它们之间有着较为紧密的耦合(看一看kernel中pinctrl和gpio相关的实现就知道了)。本文将对这种耦合进行一个简单的分析,解释为什么要这样设计。

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标签: GPIO subsystem pinctrl range

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X-024-OHTHERS-在windows平台下使用libusb

作者:wowo 发布于:2017-7-23 22:21 分类:X Project

话说我们“X Project”的第一个任务就是通过USB将主机上的Image文件下载到开发板的Ram中执行(参考[1]中有关的内容),为此我们在host中porting了一个简单的应用程序(称作DFU[2]),负责和开发板ROM中的代码交流,下载并执行Image文件。为了方便,该应用程序使用libusb[3]进行USB有关的操作。

libusb不止使用起来简单,还有一个极大的优点,就是“跨平台”的特性。我们之前的例子[4]都是在Linux平台下操作的,最近由于win10内置了Ubuntu,Linux平台有关的开发工作,基本上都可以在这里完成了,因此就不需要费时、费神地切换到纯Linux环境下工作了。

不过呢,Win10的Ubuntu好是好,但没法像纯Linux系统那样支持USB设备,DFU有关的工作就无法在这里正常工作,因此就发挥libusb的特性,把“X Project” DFU[2]有关的代码在Windows下跑起来,也算感受一下“跨平台”的魅力。具体步骤如下。

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标签: MinGW libusb windows zadig dfu

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X-023-KERNEL-Linux pinctrl driver的移植

作者:wowo 发布于:2017-7-14 21:58 分类:X Project

本文是“linux内核中的GPIO系统之(4):pinctrl驱动的理解和总结”的一个实例,结合”X Project”的开发过程,介绍pinctrl driver的移植步骤,进而加深对pinctrl framework的理解。

注1:本文后续的描述,kernel基于本站“X Project”所使用的kernel版本[4],硬件基于 ”X Project”所使用的“Bubbugum-96”平台。

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标签: Linux Kernel driver porting pinctrl

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