USB の管理

USB デバイスの概要

USB (Universal Serial Bus) は、周辺機器 (キーボード、マウス、プリンタなど) をシステムに接続するために PC 業界で開発された低コストのソリューションです。

USB コネクタは 1 方向 1 種類のケーブルだけに適合するように設計されています。デバイスはハブデバイスに接続できます。ハブデバイスは、他のハブデバイスを含めて複数のデバイスを接続します。USB が設計された主な目的は、デバイスごとに異なる何種類ものコネクタを減らして、システムの背面パネルをより整理された状態にすることです。他にも、USB デバイスを使用すると次のような利点があります。

USB デバイスはホットプラグ可能です。詳細は、USB デバイスのホットプラグを参照してください。
Solaris 環境で最大 126 台のデバイスをサポートします。
最大 12M ビット/秒のデータ転送速度をサポートします。
ロースピードデバイス (1.5M ビット/秒) からフルスピードデバイス (12M ビット/秒) までをサポートします。
低コストの外部ハブを追加するだけで簡単にバスを拡張することが可能です。また、ハブとハブを接続してツリートポロジを構築できます。

Sun は USB デバイスを次のようにサポートしています。

Solaris 8 10/00、Solaris 8 1/01、Solaris 8 4/01、Solaris 8 7/01、または Solaris 8 10/01 リリースが動作している Sun Blade^TM 100 および Sun Blade 1000 システムで、USB デバイスをサポートします。
Sun Ray^TM システムで USB デバイスをサポートします。
Solaris 8 (Intel 版) が動作している IA システムで、キーボード、マウス、一部の大容量ストレージデバイス (Zip ドライブなど) について、USB サポートを提供します。詳細は、scsa2usb(7D) のマニュアルページを参照してください。

次の表に、Solaris 環境でサポートされる USB デバイスを示します。

USB デバイス	USB デバイスがサポートされるシステム
キーボードとマウス	`ohci(7D)` コントローラに基づいた Sun の USB がサポートされている SPARC システム `uhci(7D)` コントローラに基づいた USB バスを持つ IA システムオンボードの USB コントローラだけがサポートされる。プラグイン式のホストコントローラ PCI カードはサポートされない。
大容量ストレージ	SPARC と IA
プリンタ	SPARC と IA
ハブ	SPARC と IA

よく使用される USB 関連の略語

次の表に、Solaris 環境で使用される USB の略語について説明します。USB の構成要素と略語についての詳細は、http://www.usb.org を参照してください。

略語	定義
USB	Universal Serial Bus
USBA	Universal Serial Bus Architecture (Solaris)
USBAI	USBA Client Driver Interface (Solaris)
HCD	USB host controller driver

USB バスの説明

USB 仕様は、ライセンス料を払わずに入手することができます。 USB 仕様は、バスとコネクタの電気的および機械的なインタフェースを定義します。

図 1–1 USB 物理デバイスの階層

USB が採用するトポロジでは、ハブが USB デバイスに接続点を提供します。ホストコントローラには、システム内のすべての USB ポートの起点となるルートハブが含まれます。ハブについての詳細は、USB ハブデバイスを参照してください。

上記の例では、1 つのシステムに 3 つの有効な USB ポートが 3 つあります。1 番目の USB ポートは Zip ドライブに接続されています。この Zip ドライブにはハブが組み込まれていないため、他のデバイスは接続できません。2 番目の USB ポートはハブに接続されており、このハブには Jaz ドライブと、キーボードとマウスの合成デバイスが接続されています。2 番目のハブのポートの 1 つには、組み込みハブを 1 つ持つキーボードが接続されており、そのハブにマウスが接続されています。

次の表に、上記の例に示したデバイスの一部について、デバイスツリーパス名を示します。

Zip ドライブ	`/pci@1f,4000/usb@5/storage@1`
キーボード	`/pci@1f,4000/usb@5/hub@2/keyboard@1`
マウス	`/pci@1f,4000/usb@5/hub@2/mouse@2`
Jaz ドライブ	`/pci@1f,4000/usb@5/hub@2/storage@3`
プリンタ	`/pci@1f,4000/usb@5/hub@3/printer@1`

USB デバイスとドライバ

USB デバイスは複数のデバイスクラスに分類されます。各デバイスクラスには対応するドライバがあります。1 つのクラス内のデバイスは、同じデバイスドライバで管理されます。ただし USB 仕様では、特定のクラスに属さない、ベンダー固有のデバイスも許可しています。類似した属性とサービスを持つデバイスはグループ化されます。

HID (Human Interface Device) クラスには、ユーザーが制御するデバイス (キーボード、マウス、ジョイスティックなど) が含まれます。Communication Device クラスには、電話に接続するデバイス (モデムや ISDN インタフェースなど) が含まれます。その他にも、Audio Device、Monitor Device、Printer Device、Storage Device などのデバイスクラスがあります。各 USB デバイスはデバイスのクラスを表す記述子を持っています。デバイスクラスは、そのメンバーが構成とデータ転送についてどのように動作するかを指定します。クラス情報についての詳細は、http://www.usb.org サイトを参照してください。

Solaris USB Architecture (USBA)

USB デバイスは、2 つのレベルのデバイスツリーノードとして表現されます。1 つのデバイスノードは USB デバイス全体を表し、1 つまたは複数の子インタフェースノードはデバイス上にある個々の USB インタフェースを表します。特殊なケースとして、デバイスノードとインタフェースノードが 1 つのノードに結合される場合もあります。

ドライバのバインドは、互換性のある名前属性を使用することによって実現されます。詳細は、『IEEE 1275 USB binding』の 3.2.2.1 項と『Writing Device Drivers』を参照してください。ドライバは、デバイス全体にバインドしてすべてのインタフェースを制御することも、キーボードやマウスなど 1 つのインタフェースだけにバインドすることも可能です。デバイス全体にバインドするドライバがベンダーにもクラスにも存在しない場合、汎用 USB マルチインタフェースドライバがデバイスレベルのノードにバインドされます。1275 バインドの 3.2.2.1 項で定義されているように、このドライバは互換名プロパティを使用して、各インタフェースに対してドライバのバインドを試みます。

図 1–1 に、ハブとプリンタの複合デバイスの例を示します。ハブとプリンタは両方とも同じプラスチック製のケースに入っていますが、異なる USB バスアドレスを持ちます。また、図 1–1 に、合成デバイスの例を示します。キーボードとコントローラは同じプラスチック製のケースに入っていますが、同じ USB バスアドレスを持ちます。この例では、1 本のケーブルが USB マウスをキーボードとコントローラの合成デバイスに接続しています。

Solaris USB Architecture (USBA) は、USB 1.0 および 1.1 の仕様に加え、Solaris ドライバ条件に準拠しています。USBA モデルは Sun Common SCSI Architecture (SCSA) に似ています。USBA とは、汎用 USB トランスポート層という概念をクライアントドライバに提供する薄い層のことです。

SCSA と USBA の違いは、SCSA がバスを検査するときに .conf ファイルを使用するのに対して、USB ハブドライバは自己検査ネクサスドライバであることです。