基于嵌入式ARM9的USB設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　3.1 USB主機(jī)

　　USB主機(jī)的功能通常包含以下幾個(gè)部分：驗(yàn)證USB設(shè)備是否安插好或拔除;控制USB主機(jī)與設(shè)備兩者中的數(shù)據(jù)流;返回USB主機(jī)的所顯狀態(tài)。

　　USB系統(tǒng)軟件由以下3個(gè)部分組成：主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)(HCD)、USB驅(qū)動(dòng)(USBD)、主機(jī)軟件(Host Software)。主機(jī)控制器所具備的功能如表2所示。HCD和USBD包含基于不同抽象層次的軟件接口，兩者以一定的方式協(xié)同完成任務(wù)，用以實(shí)現(xiàn) USB系統(tǒng)的功能。它們的任務(wù)差別沒有具體定義，然而HCD要具備的一項(xiàng)功能就是必須支持多種不同主機(jī)控制器芯片。在一些操作系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)某些基本功能時(shí)，可由Host Software實(shí)現(xiàn)。

　　3.2 USB傳輸類型

　　USB定義了4種傳送類型：控制傳送、同步傳送、中斷傳送、批傳送。其中，控制傳送是指可靠的、非周期性的、突發(fā)的，并由主機(jī)客戶軟件所發(fā)起的通信，主要應(yīng)用于控制命令和狀態(tài)信息的傳送;同步傳送是指在主機(jī)和設(shè)備之間周期性的、連續(xù)的通信，一般用于傳送時(shí)實(shí)信息，這種類型保留了將時(shí)間概念包含于數(shù)據(jù)的能力，但傳送并不一定很緊急;中斷傳送是指少量數(shù)據(jù)的、低速的、周期的傳送;批傳送是指非周期的、大量的、可靠的傳送，其典型應(yīng)用在于傳送那些可以利用帶寬的數(shù)據(jù)。

　　3.3 USB設(shè)備請(qǐng)求

　　USB設(shè)備應(yīng)通過缺省控制管道(Default Control Pipe)響應(yīng)來自主機(jī)的請(qǐng)求命令。這些請(qǐng)求是通過使用控制傳輸來完成的。請(qǐng)求及請(qǐng)求的參數(shù)通過Setup包發(fā)向設(shè)備，由主機(jī)負(fù)責(zé)設(shè)置Setup包內(nèi)的每個(gè)域的值。USB設(shè)備請(qǐng)求包含的請(qǐng)求類型有三種：標(biāo)準(zhǔn)、廠商和設(shè)備類。標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求用來完成設(shè)備的枚舉過程;廠商請(qǐng)求用來完成使用者自己定義的請(qǐng)求;設(shè)備類請(qǐng)求指的是某些特定的USB設(shè)備類所傳輸出的請(qǐng)求，例如打印機(jī)類就屬于這一類。設(shè)備請(qǐng)求要求有嚴(yán)格的定義，包含的內(nèi)容有類型、設(shè)備請(qǐng)求、值、索引和長度。

　　3.4 USB驅(qū)動(dòng)程序結(jié)構(gòu)

　　S3C2440A芯片支持USB1.1協(xié)議和USB 2.0協(xié)議。該設(shè)計(jì)是針對(duì)USB Host(主機(jī)，A型)，并基于USB 1.1協(xié)議編寫的。程序結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧飨蛉鐖D4所示。

　　驅(qū)動(dòng)程序的編寫主要分為以下幾個(gè)部分考慮：硬件提取層、中斷服務(wù)程序、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求和主循環(huán)。硬件提取層實(shí)現(xiàn)的是S3C2440A對(duì)I/O端口直接的讀寫操作;中斷服務(wù)程序處理各種中斷，包括總線任務(wù)上的請(qǐng)求;標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請(qǐng)求完成主機(jī)送來的各種標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求，用于完成各種枚舉請(qǐng)求;而主循環(huán)則負(fù)責(zé)完成前臺(tái)的數(shù)據(jù)采集等工作，所有的任務(wù)結(jié)束后都要回到主循環(huán)上去。

　　4 結(jié) 語

　　該設(shè)計(jì)采用三星公司ARM9的S3C2440A芯片作為CPU，比原來基于單片機(jī)的模式，外圍電路簡(jiǎn)單，容易可靠地實(shí)現(xiàn)嵌入式終端的USB接口功能。在調(diào)試中，用到的嵌入式開發(fā)板GEC2440A套件還提供了串口工具DNW。用這一工具可以檢測(cè)驅(qū)動(dòng)程序的正確與否，如：程序編寫無誤，則DNW串口會(huì)提示 “USB IS CONNECT”。由于S3C2440A芯片功能豐富，如處理器可提高運(yùn)算速度，LCD可人機(jī)交互，網(wǎng)口可連接因特網(wǎng)，所以開發(fā)出的嵌入式終端不但可提升整體性能，還為日后的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。