基于單片無(wú)操作系統的 USB 主機控制器接口

3.3 HCD 的數據管理

HCD 的主要功能是完成對HC 的驅動(dòng)，包括對主機控制器的硬件初始化和控制管理， 并與HC 合作完成USB 各種事務(wù)處理。它將各種要傳輸的數據TD 鏈入相應的ED 并啟動(dòng) HC 進(jìn)行傳輸，HC 把接收的數據存入相應的TD，HCD 則將這些結果返回給USBD 層，此 外HCD 還完成對HC 的配置和驅動(dòng)等操作。由于對可重用性考慮和便于對HC 的管理，首 先定義了一個(gè)OHCI 的數據結構，通過(guò)這個(gè)數據結構來(lái)對主機控制器和各種傳輸類(lèi)型的數據 進(jìn)行管理。該結構體具體如下：

typedef struct ohci{

struct root_hub rh;//根集線(xiàn)器的結構體

struct ohci_hcca *hcca;//HCCA 結構體

struct ohci_regs *regs;//OHCI 操作寄存器結構體

struct usb_device *dev;//USB 設備

U32 hc_control;//控制寄存器的copy

int ohci_int_load[32]; //32 個(gè)中斷鏈使用

ed_t *ed_rm_list[2]; //指向移除的ED 鏈

ed_t *ed_bulktail; //批量傳輸ED 的鏈尾

ed_t *ed_controltail; //控制傳輸ED 的鏈尾

U32 status;//HC 工作狀態(tài)

}ohci_t;

OHCI 規范中定義了4 個(gè)鏈表：控制傳輸數據鏈表，批量傳輸數據鏈表，完成數據鏈表 和周期性數據鏈表，其中除了完成數據鏈表是一維鏈表外，其他的鏈表都是二維鏈表(如圖 2 所示)，主要由數據結構TD 和ED 組成。主機控制器硬件通過(guò)寄存器訪(fǎng)問(wèn)每個(gè)鏈表來(lái)得到相關(guān)的USB 數據包，并將其發(fā)送到USB 總線(xiàn)上。主機控制器驅動(dòng)程序則根據實(shí)際的數據傳 輸需要，構建相應的ED 并將要傳輸的數據轉為T(mén)D 格式，所有的同類(lèi)型ED 被連接在一起， 而TD 表述才是最終要在USB 總線(xiàn)上傳輸的數據包，同時(shí)屬于同一個(gè)USB 設備端點(diǎn)的TD 被鏈接在一起，并掛在相應的ED 上。

當主機控制器完成鏈接在相關(guān)鏈表上的TD 后，會(huì )將該TD 從相應的鏈表上取下，并鏈 接到完成數據鏈表上。主機控制器驅動(dòng)程序則通過(guò)對該鏈表的訪(fǎng)問(wèn)來(lái)獲得已經(jīng)傳輸完成的數 據包。此時(shí)HCD 可以將這些返回的數據放入到相應的URB 中，由USBD 向上層傳輸。

4 試驗實(shí)例

由USBD 層初始化URB 結構，并通過(guò)HCD 的接口函數ohci_submit_urb()傳遞給HCD 層。通過(guò)在S3C2410 實(shí)驗平臺上的實(shí)驗表明主機控制器驅動(dòng)程序能夠很好的向USBD 層提 供服務(wù)并管理HC。

5 結束語(yǔ)

主機控制器是USB 主機系統的硬件核心,主機控制器驅動(dòng)則是USB 系統軟件的最底層實(shí) 現。依據在USB 協(xié)議底層的主機開(kāi)發(fā)的實(shí)踐,詳細介紹了基于OHCI 的主機控制器的接口規 范,列舉了所構建的數據結構以及接口函數,實(shí)現了獨立于操作系統的HCD。

本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：實(shí)現了嵌入式系統中OHCI 的主機控制器驅動(dòng)，對整個(gè)USB 協(xié)議棧采 用模塊化分層設計，開(kāi)發(fā)的HCD 獨立于操作系統，適合于無(wú)系統的單片USB 主機。