基于Linux下USB主機接口設計

3．2 注冊和注銷(xiāo)
USB驅動(dòng)程序注冊，就是把在初始化函數中填好的use_driver結構作為參數傳遞給use_register()函數即可，函數的調用方法為：result =usb_register(skel_driver)；當要從系統卸載驅動(dòng)程序時(shí)，也是將use_driver結構作為參數傳遞給usb_deregister函數處理。函數的調用格式為：

當USB設備插入時(shí)，為了使linux-hotplug系統自動(dòng)裝載驅動(dòng)程序，需要創(chuàng )建一個(gè)MODULE_DEVICE_TABLE。核心代碼如下(這個(gè)模塊僅支持某一特定設備)：

3．3 probe()函數
probe()函數的編寫(xiě)格式為：static void*skel_probe(struct usb_device*dev，unsigned int ifnum，const struct usb_device_id* id)；驅動(dòng)程序需要確認插入的設備是否可以被接收，如果不接收，或者在初始化的過(guò)程中發(fā)生任何錯誤，probe()函數返回一個(gè)NULL值。否則返回一個(gè)含有設備驅動(dòng)程序狀態(tài)的指針，通過(guò)這個(gè)指針，就可以訪(fǎng)問(wèn)所有結構中的回調函數。
在驅動(dòng)程序里，最后一點(diǎn)是要注冊devfs(設備文件系統)。首先創(chuàng )建一個(gè)緩沖用來(lái)保存那些被發(fā)送給USB設備的數據和那些從設備上接收的數據，并為設備傳輸創(chuàng )建一個(gè)USB請求塊(URB)以向設備寫(xiě)入數據，同時(shí)USB urb被初始化，然后在devfs子系統中注冊設備，允許devfs用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)USB的設備。注冊過(guò)程如下：

如果devfs_register函數失敗，devfs子系統會(huì )將此情況報告給用戶(hù)。如果設備從USB總線(xiàn)拔掉，設備指針會(huì )調用disconnect函數。驅動(dòng)程序就需要清除那些被分配了的所有私有數據，關(guān)閉urbs，并且從devfs上注銷(xiāo)調自己。
3．4 open()，write()和read()函數
首先，要打開(kāi)此設備。在open()函數中MODULE_INC_USE_COUNT宏是一個(gè)關(guān)鍵，它起到一個(gè)計數的作用，有一個(gè)用戶(hù)態(tài)程序打開(kāi)一個(gè)設備，計數器就加1。read()函數首先從open()函數中保存的fi。write()函數和read()函數是完成驅動(dòng)對讀寫(xiě)等操作的響應。在skel write中，一個(gè)FLL_BULK_URB函數，就完成了urb系統callbak和的skel_write_bulk_callback之間的聯(lián)系。read函數與write函數稍有不同在于：程序并沒(méi)有用urb將數據從設備傳送到驅動(dòng)程序，而是用usb_bulk_msg函數代替，這個(gè)函數能夠不需要創(chuàng )建urbs和操作urb函數的情況下，來(lái)發(fā)送數據給設備，或者從設備來(lái)接收數據。調用usb_bulk_msg函數并傳到一個(gè)存儲空間，用來(lái)緩沖和放置驅動(dòng)收到的數據，若沒(méi)有收到數據表示失敗并返回一個(gè)錯誤信息。usb_bulk_msg函數，當對USB設備進(jìn)行一次讀或者寫(xiě)時(shí)，usb_bulk_msg函數是非常有用的；然而，當需要連續地對設備進(jìn)行讀／寫(xiě)時(shí)，應建立一個(gè)自己的urbs，同時(shí)將urbs提交給USB子系統。
MOD_DEC_USE_COUNT宏也會(huì )被調用到，首先確認當前是否有其他的程序正在訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)設備，如果是最后一個(gè)用戶(hù)在使用，可以關(guān)閉任何正在發(fā)生的寫(xiě)，操作如下：

USB設備可以在任何時(shí)間點(diǎn)從系統中取走，即使程序目前正在訪(fǎng)問(wèn)它。USB驅動(dòng)程序必須要能夠很好地處理解決此問(wèn)題，它需要能夠切斷任何當前的讀寫(xiě)，同時(shí)通知用戶(hù)空間程序：USB設備已經(jīng)被取走。

4 實(shí)驗結果
經(jīng)過(guò)大量的試驗，該系統工作穩定可靠，傳輸速度快且具有極低的誤碼率。利用邏輯分析儀和Bus Hound軟件進(jìn)行相應的邏輯功能分析，USB主機與設備之間可以正常通信。因為整個(gè)電路主要應用于稱(chēng)重系統，所以著(zhù)重測試了控制傳輸和批量傳輸這兩種數據傳輸方式。批量傳輸的有效數據傳輸速率可以達到1 Mb／s，這是傳輸帶寬的限制和數據包中冗余信息的存在所導致的?？傮w來(lái)講，1 Mb／s的傳輸速率還是令人滿(mǎn)意的。

5 結束語(yǔ)
本系統以AT91SAM7X256單片機為核心進(jìn)行設計，采用SL811HS／T主控器件，實(shí)現了USB主機端口的擴展，使稱(chēng)重設備中同時(shí)具有USB設備端和主機端口，因此，該系統設計實(shí)現數據的點(diǎn)對點(diǎn)通信，實(shí)現稱(chēng)重設備數據更新、系統升級的可靠、快捷，適合工礦企業(yè)特殊環(huán)境下設備數據的更新，便于對設備的管理和維護。并在稱(chēng)重系統中引入USB主機端口具有非常實(shí)用的特點(diǎn)。因此，該系統設計具有很好的應用前景。