USB 3 für L4Re

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Presentation Language: German

USB ist heutzutage aus dem alltäglichen Umgang mit Rechnern aller Art nicht mehr wegzudenken. Ob für den Anschluss von Eingabegeräten wie Maus und Tastatur, als portables Speichermedium in Form eines USB-Sticks, oder über USB-Adapter für Medien und Protokolle aller Art - der "Universal Serial Bus" ist weit verbreitet und macht seinem Namen alle Ehre. Die Einführung immer höherer Übertragungsgeschwindigkeiten ermöglicht auch die Kombination moderner SSDs mit dem Komfort der Hot-Plug-Fähigkeit und der breiten Verfügbarkeit von USB-Anschlüssen.
Aufgrund der Vielzahl unterschiedlicher Geräteklassen und unterschiedlicher Host-Controller erfordert der USB-Stack eines Betriebssystems verschiedenste Treiber und Anbindungen anderer Subsysteme.

In diesem Vortrag präsentiere ich die Implementierung eines nativen Treibers für den USB3-Host-Controller (xHCI) sowie für USB-Massenspeichergeräte unter L4Re. Diese erfolgt als Erweiterung des im Zuge meiner Bachelorarbeit entworfenen L4Re-USB-Stacks. Der Preis für die Verwendung schneller USB3-Geschwindigkeiten liegt vor allem in der erhöhten Komplexität und dem größeren Umfang der Spezifikationen, was anhand eines direkten Vergleichs mit dem zuvor angebundenen USB1-Host-Controller (OHCI) deutlich wird. Anschließend erfolgt ein Überblick über die Funktionsweise des USB-Massenspeicherprotokolls sowie in seiner Umsetzung aufgetretenen Herausforderungen.

Abschließend erfolgt eine Auswertung in Form einer Durchsatzmessung der Lese-/Schreibgeschwindigkeit diverser USB-Sticks und SATA-/NVME-Adapter sowie einer Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Blockgrößen auf die Übertragungsleistung.