Linux内核下基于USB以太网模块的SocketCAN/串口转以太网方案咨询

场景与需求 #

• MCU：裸机运行，搭载原生以太网MAC/PHY，具备RS485、CAN、GPIO、SPI等外设接口
• MPU：运行Linux系统，通过USB转以太网设备与MCU建立连接
• 连接拓扑：MCU <--eth--> ETH2USB <--usb--> MPU

需求：在MPU上开发驱动，创建虚拟SocketCAN接口、虚拟串口接口（及GPIO/SPI等虚拟外设接口），通过「自定义头部（含类型、序列号等字段）+ payload」的私有协议，实现MPU侧虚拟接口与MCU侧真实外设之间的数据双向传输。

调研的两种实现方案 #

1. 修改Linux原生USB转以太网驱动，在驱动加载阶段同步创建所需的SocketCAN、串口等虚拟接口
2. 编写独立内核驱动，复用MPU上已初始化完成的eth0接口收发以太网数据（工作模式类似tap虚拟网卡）

技术指导需求 #

• 针对SocketCAN/串口转以太网的通信场景，推荐最优实现方案
• 内核驱动开发相关的参考文档方向（如虚拟外设接口创建、以太网数据收发的内核API）
• 通信链路的底层选择：基于IP协议（使用IP地址寻址）还是原始以太网帧（直接基于MAC地址传输）

核心疑问 #

分别针对上述两种方案，明确以下流程的实现逻辑：

• 发送流程：如何在内核驱动中捕获发往虚拟SocketCAN/串口接口的消息，添加自定义头部后通过以太网接口发送至MCU
• 接收流程：如何从以太网接口接收带有自定义头部的数据，剥离头部后将payload转发至对应的虚拟SocketCAN/串口接口

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Lhh92