1. USB虛擬串口簡介
USB虛擬串口屬於USB通信設備類。在物理層通過USB總線，採用虛擬串口的方式爲主機提供一個物理串口。在系統內部，USB控制器提供了一個批量傳輸IN端點和一個批量傳輸的OUT端點，用於數據的接收和發送，模擬串口的RX和TX線。另外USB控制器還提供中斷IN端點，發送當前串口的狀態，實現對串口傳輸的控制。串口設備的數據，由系統的串口採集，在芯片內完成USB包的封裝，通過USB總線上傳至主機，再由相應的串口應用程序進行處理。對用戶來說，看到的是基於串口的數據採集和傳輸，而實際上實現的是基於USB協議包的數據傳輸。
1.1 USB CDC協議簡介
USB的CDC類是USB通信設備類（Communication Device Class）的簡稱。CDC類是USB組織定義的一類專門給各種通信設備（電信通信設備和中速網絡通信設備）使用的USB子類。根據CDC類所針對通信設備的不同，CDC類又被分成以下不同的模型：USB傳統純電話業務（POTS）模型，USB ISDN模型和USB網絡模型，其中USB傳統純電話業務模型又可分爲直線控制模型（Direct Line Control Model）、抽象模型、電話模型，如圖 1.1所示。本文討論的虛擬串口就屬於USB 傳統純電話業務模型下的抽象控制模型。
圖 1.1 CDC分類
1.2 Linux下USB虛擬串口框架
如圖 1.2所示，Linux實現了gadget.h定義的統一接口，然後上層的各種gadget driver（如serial.c等）調用這一套統一的接口可以去實現不同類型的功能，如USB串口、U盤、USB以太網等等。
圖 1.2 USB虛擬串口框架
在Linux中通過USB虛擬的其他設備都需要經過Gadget層的綁定，最終與虛擬的相關設備進行綁定。有關Gadget的綁定流程在之前的文檔中已做過詳細介紹，在此不做過多闡述。