嵌人式操作系統(tǒng)中USB雙向通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　嵌入式操作系統(tǒng)中USB雙向通信系統(tǒng)整體層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　2硬件系統(tǒng)

　　2.1S1C33L11及其USB BLOCK簡介

　　S1C33L11是EPSON公司的32位高速，低功耗，低電壓MCU。他是以C33 STD 32位RISC CPU為核心，功能強(qiáng)大，除一般外圍設(shè)備外有LCD控制器，Camera接口，JPEG編碼，USB1.1功能控制器，MAC(SPI模式)接口，SmartMedia接口，還包括3個(gè)振蕩電路和2個(gè)鎖相環(huán)(PLL)，內(nèi)置16kB RAM ，無ROM。

　　S1C33L11內(nèi)建支持USB1.1協(xié)議的全速模式。支持控制、塊、同步和中斷4種傳輸方式，支持 4個(gè)通用通道(Epr(r=a,b,c,d))和一個(gè)控制通道(endpoint0)，并為每個(gè)通道(endpoint)提供1 kB的FIFO。

　　2.2S1C33L11DMT01開發(fā)板簡介

　　S1C33L11DMT01開發(fā)板采用S1C33L11F00A1芯片為核心，外接2 MB RAM，32 MB FLASH，還帶有STN TFT 雙屏彩色LCD等，此硬件環(huán)境適用于各種嵌入式操作系統(tǒng)的運(yùn)行及多媒體手機(jī)、PDA等產(chǎn)品的開發(fā)。?

　　3USB雙向通信的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　本文USB雙向通信在基本傳輸方式上采用USB塊傳輸[1]。他由USB初始化、USB中斷處理、控制傳輸和塊傳輸幾部分組成[2]。在實(shí)現(xiàn)雙向通信上，具體通信機(jī)制是：嵌入式應(yīng)用程序通過讀寫循環(huán)隊(duì)列和信號量狀態(tài)與USB 硬件模塊中的OUT 和IN FIFO相互通信，而USB下位機(jī)與上位機(jī)(PC)的讀寫通信則通過上位機(jī)對控制包的讀寫來實(shí)現(xiàn)，最后通過循環(huán)隊(duì)列、信號量、控制包3者結(jié)合達(dá)到USB雙向通信的目的。

　　(1)循環(huán)隊(duì)列

　　采用IN傳輸一個(gè)循環(huán)隊(duì)列，OUT傳輸一個(gè)循環(huán)隊(duì)列(以下簡稱隊(duì)列)，每隊(duì)列動態(tài)分配32 kB。OUT隊(duì)列做為OUT傳輸時(shí)的二級緩沖，即OUT傳輸時(shí)的FIFO的數(shù)據(jù)必須先放入OUT隊(duì)列才能由嵌入式操作系統(tǒng)讀寫;IN隊(duì)列做為IN傳輸時(shí)的二級緩沖，即IN傳輸時(shí)的FIFO數(shù)據(jù)必須來自IN隊(duì)列;嵌入式操作系統(tǒng)只對二級緩沖進(jìn)行讀寫，操作系統(tǒng)對隊(duì)列的管理是采用信號量通知機(jī)制來實(shí)現(xiàn)。

　　(2)控制包

　　為實(shí)現(xiàn)雙向通信，規(guī)定一種控制包格式，讀控制包是在USB協(xié)議之外自定義的。

　　控制包固定為5字節(jié)。從左到右第一字節(jié)為狀態(tài)字，剩下4字節(jié)傳送要收發(fā)的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。當(dāng)控制包由上位機(jī)發(fā)出時(shí)，狀態(tài)字規(guī)定有3種：0x4F：上位機(jī)請求OUT傳輸，0x49：上位機(jī)請求IN傳輸，0x52：上位機(jī)請求讀取下位機(jī)狀態(tài);當(dāng)上位機(jī)收到控制包時(shí)，狀態(tài)字規(guī)定有5種：0 x00：USB空閑態(tài)，0x01：下位機(jī)OUT循環(huán)隊(duì)列滿(即OUT超時(shí))，0x02：下位機(jī)IN循環(huán)隊(duì)列空(即IN超時(shí))，0x04：OUT傳送成功，0x08：IN傳送成功。