Linux2.6環(huán)境下USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)
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時(shí)間：2010-04-09
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3 UDC的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
設(shè)備控制器驅(qū)動(dòng)主要分為Gadget Driver接口模塊、Gadget API函數(shù)模塊、中斷處理模塊、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、初始化模塊、硬件讀寫(xiě)模塊等，各模塊可以單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義
根據(jù)Gadget API提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以定義自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)otg_udc，端點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)otg_udc_ep等)來(lái)描述該USB設(shè)備控制器。
定義完特定的設(shè)備控制器驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，再進(jìn)行相應(yīng)的映射(static struct otg_ip_udcmemory)，以便將具體的設(shè)備控制器、設(shè)備端點(diǎn)和Gadget的抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)。
3.2 Gadget Driver接口模塊
UDC驅(qū)動(dòng)提供有usb_gadget_driver_register模塊，該模塊可實(shí)usb_gadget_register_driver等綁定函數(shù)的功能，以綁定UDC和Gadget Driver。
3.3 Gadget API函數(shù)模塊
Linux USB gadget driver API定義了一個(gè)通用的gadget driver的接口，利用gadget driver可通過(guò)API與底層USB controller driver進(jìn)行通信。該API屏蔽了底層硬件的不同，故可使gadget driver只注重功能的實(shí)現(xiàn)，而盡量與硬件無(wú)關(guān)。其代碼如下：
該模塊主要實(shí)現(xiàn)Gadget API定義的函數(shù)功能，如結(jié)構(gòu)體usb_ep_ops和usb_gadget_ops中的函數(shù)，以及usb_gadget_register_driver注冊(cè)函數(shù)等。這些函數(shù)可供Gadget Driver調(diào)用。
3.4 中斷處理模塊
由于設(shè)備是被動(dòng)的接受主機(jī)的控制，設(shè)備的所有行為都是基于設(shè)備中斷的觸發(fā)，因此，函數(shù)主要處理Reset中斷、Resume中斷、Suspend中斷、EP0中斷以及其他端口中斷。
3.5 初始化模塊
初始化主要是打開(kāi)中斷、打開(kāi)并設(shè)置端點(diǎn)、設(shè)置最大總線(xiàn)轉(zhuǎn)向時(shí)間(此時(shí)問(wèn)即包間最大等待時(shí)間)，還要設(shè)置最大緩沖區(qū)長(zhǎng)度等。
3.6 硬件讀寫(xiě)模塊
和主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序類(lèi)似，設(shè)備控制器的讀寫(xiě)方式分為PIO讀寫(xiě)和DMA讀寫(xiě)兩種模式，讀寫(xiě)內(nèi)容也分為寄存器讀寫(xiě)和端點(diǎn)緩沖區(qū)讀寫(xiě)。在讀寫(xiě)過(guò)程中，所有讀寫(xiě)地址都必須是雙字節(jié)對(duì)齊模式。
4 驅(qū)動(dòng)測(cè)試結(jié)果
本文研究的HCD已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際的工程中，驅(qū)動(dòng)測(cè)試的硬件環(huán)境如圖4所示。
本系統(tǒng)的硬件平臺(tái)是Realview EB，這是一個(gè)高度集成的開(kāi)發(fā)板，其母板上的硬件資源包括：一個(gè)FPGA (Xilinx Virtex-II XC2V6000)、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)內(nèi)存、集成外圍設(shè)備和兩個(gè)用于Core Tiles連接的tile連接器。設(shè)計(jì)時(shí)可通過(guò)增加一個(gè)額外的Core Tile(ARM926EJS CORE)來(lái)創(chuàng)建一個(gè)微處理系統(tǒng)。Logic Tile(Xilinx XC2V6000)中包含有一塊具有主機(jī)控制器功能的芯片otg_ip，otg_ip可通過(guò)片內(nèi)總線(xiàn)AHB掛載在母板EB上。在該開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行Linux系統(tǒng)時(shí)，可通過(guò)交叉編譯調(diào)試環(huán)境將開(kāi)發(fā)報(bào)與一臺(tái)PC機(jī)相連，這樣，調(diào)試信息就可以通過(guò)串口打印在該主機(jī)的終端上。otg_ip可通過(guò)ULPI接口連接PHY芯片，并與USB設(shè)備相連。
設(shè)備控制器驅(qū)動(dòng)模塊otg_ip_udc.ko和g_filestorage.ko成功加載后，再將其作為移動(dòng)優(yōu)盤(pán)插入電腦主機(jī)的USB接口，驅(qū)動(dòng)即可成功識(shí)別。圖5所示是內(nèi)核打印的信息結(jié)果。
5 結(jié)束語(yǔ)
USB通用串行總線(xiàn)具有傳輸速率高、功耗低、可熱插拔和發(fā)展快速等優(yōu)點(diǎn)，而Linus操作系統(tǒng)則具有易于移植和裁減、內(nèi)核小、效率高、原代碼開(kāi)放等特點(diǎn)，本文通過(guò)將其結(jié)合而給出的Linux環(huán)境下的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)方法，可以快速地實(shí)現(xiàn)大容量的存儲(chǔ)功能，實(shí)驗(yàn)表明：該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)速度可以達(dá)到681 kB／s，而且效果良好。
評(píng)論