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基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式USB控制软件的实现

作者:时间:2011-08-16来源:网络收藏

摘要:在此以杭州中天32位RISC CPU CK510为内核的HMl521_B芯片上,μC/Ⅱ操作系统,设备的读写。系统采用主机的分层结构,着重阐述FAT32文件系统、设备枚举和BULK-ONLY传输的具体过程。为了节省硬件资源,放弃了USB协议中的繁文缛节,抓住协议核心,设计了精简高效的驱动程序。考虑到各种U盘的不同特性,增强了驱动兼容性方面的设计。整个阶段都由逻辑分析仪给出实测数据抓包截图。
关键词:USB;FAT32文件系统;USB设备枚举;Bulk-only传输

0 引言
2010年USB 3.0的正式推出象征USB传输极速时代的到来,但是领域由于考虑成本等各方面因素很多仍采用USB 1.1协议。同时USB协议的主体框架并没有改变,因此研究USB 1.1协议在嵌入式系统上的对于USB 3.0协议的应用也是很好的铺垫。本文在以杭州中天32位RISC CPU CK510为内核的摩托罗拉HM1521_B芯片上,μC/Ⅱ操作系统,实现对USB设备的读写控制。由于HM1521_B芯片只支持USB 1.1协议,所以本文实现的只是USB 1.1协议。USB是一种主从结构:主机Host和从机Device。所有的数据传输都由Host主动发起,而Device只是被动的负责应答。在USB OTG中,一个设备可以在Device和Host之间切换,用以实现设备与设备之间的连接,大大增加了USB的使用范围。但USBOTG依然没有脱离主从关系,设备之间必然有一个作为Host,另一个作为Device。标准的USB使用4根线,分别是5 V电源、差分数据线负(D-)、差分数据线正(D+)、地(GND)。USB的低速和全速模式采用电压传输,高速模式则采用电流传输。

1 USB控制的分层结构
按照USB协议规范,USB运行首先是USB Host通过D+数据线上的电平变化检测USB Device的插入和拔出,Host和Device依据协议规定的顺序执行一系列信息交换,这称为枚举部分,也是所有USB主机都必须支持的功能。Host根据获得的Device信息判断该Device属于哪一类USB设备,并确定下一步选用哪个特定的程序加以支持。
USB协议规定了HID(人机接口设备)类、Mass Storage(大容量存储设备,如U盘)类、音频类等各种设备类型。在嵌入式系统中,由于受系统性能和存储空间的限制,一般只能支持某几个类型。本文只支持Mass Storage类。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/150349.htm

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图1是本文实现的USB Host控制的分层结构:应用层调用FAT32文件系统层的函数;文件系统层通过MassStorage UFI命令与存储设备建立联系,实现U盘上文件的建立和读写等一系列操作;最底层的是Mass Storage驱动模块,实现对U盘数据的读写功能。其主要函数包括:
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本文软件用C语言编程,并依赖μC/Ⅱ操作系统提供的中断函数来调度各个函数的运行。

linux操作系统文章专题:linux操作系统详解(linux不再难懂)

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