ファイル名を固定するにあたり、まずはデバイスを特定するための値として、USBデバイスのvendor ID, product ID, serial numberの3つの値を求める。

Arduinoなど、FTID(Future Technology Devices International Ltd)製のチップFT232R等を使用しているデバイスでは、vendor IDとproduct IDはそれぞれ次のとおり。

Arduino Nano EveryではATSAMD11D14Aを使用していて、それぞれ次のようになる。

秋月電子 ESP32-DevKitCなど、Silicon Labs製のチップCP2102N等を使用しているデバイスでは次のとおり。

Seeeduino XIAOでは通常時・モニター状態のときはUSB ACM deviceとして動作するが、アップロード時は一時的にUSB Mass Storage deviceとして認識されるように動作が切り替わる。　動作状態によってproduct IDが次のように変わる点に留意する必要がある。

上記のようにmanufacturerの値も状態によって変わるが、productの値は動作状態によらず変わらないため、IDからデバイスを特定する場合はproduct IDではなくproductを参照するなどする。

上記以外のデバイスのIDを調べる方法、シリアル番号を調べる方法については、次のとおり。

$udevadm info -q property -n /dev/ttyUSB0 | grep -E "ID_SERIAL_SHORT=|ID_VENDOR_ID=|ID_MODEL_ID="
ID_MODEL_ID=6001
ID_SERIAL_SHORT=XXXXXXXX
ID_VENDOR_ID=0403

[1398698.113964] usb 1-6: new full-speed USB device number 6 using xhci_hcd
[1398698.267466] usb 1-6: New USB device found, idVendor=0403, idProduct=6001
[1398698.267469] usb 1-6: New USB device strings: Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3
[1398698.267471] usb 1-6: Product: FT232R USB UART
[1398698.267472] usb 1-6: Manufacturer: FTDI
[1398698.267473] usb 1-6: SerialNumber: XXXXXXXX
[1398698.270667] usb 1-6: Detected FT232RL
[1398698.271080] usb 1-6: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0

$lsusb
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
    :
    :
Bus 001 Device 008: ID 0403:6001 Future Technology Devices International, Ltd FT232 USB-Serial (UART) IC
    :

$sudo lsusb -d 0403:6001 -v | grep iSerial
  iSerial                 3 XXXXXXXX

次に、/etc/udev/rules.d/配下にudevルールファイルを作成して以下のような内容を書き込む。　ここではファイル名を/etc/udev/rules.d/90-usb-serial-devices.rulesとした。　対象デバイスやルールを複数記述したい場合は、ルール毎にそれぞれ1行に指定して書き込む。　#で始まる行はコメントとして扱われる。

# FT232R
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6001", ATTRS{serial}=="XXXXXXXX", SYMLINK+="ttyUSB-FT232R", GROUP="dialout"

# CP2102N
SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="10c4", ATTRS{idProduct}=="ea60", ATTRS{serial}=="XXXXXXXX", SYMLINK+="ttyUSB-CP2102N", GROUP="dialout"

ここでの指定内容と意味は次のとおり。

SUBSYSTEM=="tty"

ルールを適用するデバイスのサブシステム(種類)

ATTRS{idVendor}=="vendor ID"

ルールを適用するデバイスのvendor ID

ATTRS{idProduct}=="product ID"

ルールを適用するデバイスのproduct ID

ATTRS{serial}=="serial number"

ルールを適用するデバイスのserial number

SYMLINK+="ttyUSB-FT232R"

上記のSUBSYSTEMとATTRS{...}の条件すべてにANDで合致するデバイスが接続された際に、作成するシンボリックリンクに/dev/ttyUSB-FT232Rを加える。
このデバイスファイル名は必ずしもttyUSBで始まる必要はないので、/dev/arduino-nanoにするなど、わかりやすい名前を指定することができる。
さらに、接続されたデバイスのシリアル番号やプロダクト名を展開することもできる。 (例: §.シリアル番号を含めたファイル名でシンボリックリンクを作成する)

GROUP="dialout"

デバイスファイルのグループをdialoutに設定する。　この設定は上記のSIMLINK+で作成されるシンボリックリンクのリンク元に適用される。
グループではなくパーミッションによるアクセス許可を設定する場合は、GROUP=の替わりにMODE="0666"のように指定することでパーミッションを指定することもできる。

上記の例では、vendor ID, product ID, serial numberの3つの値をもとにデバイスを特定しているが、この他にも次のような値を条件として用いることもできる。

ATTRS{manufacturer}=="manufacturer"

デバイスのmanufacturer (製造元)

ATTRS{product}=="product"

デバイスのproduct (製品名)

ATTRS{busnum}=="busnum"

デバイスのbusnum (デバイスが接続されているバス番号)

ATTRS{devpath}=="devpath"

デバイスのdevpath (接続されているデバイスのデバイスパス)
busnumとdevpathを組み合わせることにより、例えば特定のUSBポートに接続されているデバイスを指定する、といったことができる (例: §.USBポートごとに固有のファイル名でシンボリックリンクを作成する、§.USBポートに対して個別のエイリアスを与える)

ルールファイルを作成したら、udevをリロードして書き込んだ内容を反映させる。

$sudo udevadm control --reload-rules

$sudo service udev reload

以降、USBデバイスを接続すると上記ルールファイルで指定されている内容に従って、シンボリックリンクが作成される。

$ls -l /dev/ttyUSB*
lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:55 /dev/ttyUSB-FT232R -> ttyUSB1
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 11月 26 00:52 /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 1 11月 26 00:55 /dev/ttyUSB1

PlatformIOの場合、platformio.iniの[env:NAME]セクションのmonitor_portないしはupload_portにこのデバイスファイル名を指定することができる。

[env:XXX]
monitor_port = /dev/ttyUSB-FT232R
upload_port = /dev/ttyUSB-FT232R

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6001", ATTRS{serial}=="XXXXXXXX", SYMLINK+="ttyUSB-FT232R arduino-nano", GROUP="dialout"

lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:32 arduino-nano -> ttyUSB0
lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:32 ttyUSB-FT232R -> ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 11月 26 00:32 ttyUSB0

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6001", SYMLINK+="ttyUSB-FT232R-$attr{serial}", GROUP="dialout"

lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:47 /dev/ttyUSB-FT232R-XXXXXXXX -> ttyUSB1
lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:47 /dev/ttyUSB-FT232R-YYYYYYYY -> ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 11月 26 00:47 /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 1 11月 26 00:47 /dev/ttyUSB1

[148156.360914] usb 1-7: new full-speed USB device number 25 using xhci_hcd
  :
  :
[148809.522544] usb 1-11.3: new full-speed USB device number 28 using xhci_hcd
  :
  :

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="6001", SYMLINK+="ttyUSB-usb-$attr{busnum}-$attr{devpath}", GROUP="dialout"

lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:27 /dev/ttyUSB-usb-1-11.3 -> ttyUSB1
lrwxrwxrwx 1 root root         7 11月 26 00:27 /dev/ttyUSB-usb-1-7 -> ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 0 11月 26 00:27 /dev/ttyUSB0
crw-rw---- 1 root dialout 188, 1 11月 26 00:27 /dev/ttyUSB1

SUBSYSTEM=="tty", ATTRS{busnum}=="1", ATTRS{devpath}=="11.2", SYMLINK+="usb-rear-hub1-port2"

1.8.12時点のArduino IDEでは、/devディレクトリのシンボリックリンクではなく、/sys/class/tty配下からシリアルポートのパスを参照している模様。　そのため、udevでシンボリックリンクを作成する方法ではArduino IDEのシリアルポート一覧に表示されるデバイスファイル名を変更することができない。　また、udevでは/dev/ttyUSBn自体のファイル名を変えることもできない。