论文部分内容阅读
随着电脑外设和数码产品的不断发展,各种设备之间的接口和互连成为当前需要解决的难题。USB是现今PC领域广泛运用的总线接口技术,在一些嵌入式系统中,人们希望有USB设备的出现,而在USB拓扑结构中,居于核心地位的是PC机,USB设备无法脱离PC机而存在。本文针对USB设备的应用局限,对USB协议架构及其通信流程做了深入的分析,确定嵌入式USB主机必须具备的软硬条件,给出了设计思路。 本文以ZY-T6项目USB接口设计为背景,根据USB通讯协议重点论述了设备端和主机端软、硬件的设计与实现方法,本文根据设计要求,分析了USB1.1协议,其中,对USB的系统体系、数据通信模型、数据包格式、USB标准描述符进行了深入剖析;其次,在分析USB大容量存储设备(Mass Storage)类规范的基础上,建立了USB主机与Mass Storage类设备之间的逻辑通信模型。 在硬件设计上,以AT9140800为处理器(32-bit嵌入式MCU)和SL811HS(USB主机控制器)为主机控制芯片,通过分析芯片结构,引脚信号功能和读/写时序,完成了USB主机控制器接口电路的设计,实现了AT9140800对SL811HS的操作和控制。 设备驱动程序是外设开发中的难点。为此,在对USB主机端软件的体系结构和LINUX驱动程序模型进行分析之后,结合部分代码详细论述了本系统设备驱动程序和客户端应用程序的设计要点。本文实现了在嵌入式uCLinux上实现字符型设备驱动程序的添加,介绍了嵌入式Linux系统的设备管理、设备驱动程序的框架和实现设备驱动程序的添加的方法。针对当前3C(Computer、Communication & Consumer electronics)技术不断融合的趋势,还介绍了USB协议的最新发展与应用前景。 本系统的设计方案和理论分析为后续研究和开发打下了基础,并为其他嵌入式USB应用系统的开发提供了参考。