基于嵌入式ARM9的USB設計與實(shí)現

　　3.1 USB主機

　　USB主機的功能通常包含以下幾個(gè)部分：驗證USB設備是否安插好或拔除;控制USB主機與設備兩者中的數據流;返回USB主機的所顯狀態(tài)。

　　USB系統軟件由以下3個(gè)部分組成：主機控制器驅動(dòng)(HCD)、USB驅動(dòng)(USBD)、主機軟件(Host Software)。主機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 USB系統的功能。它們的任務(wù)差別沒(méi)有具體定義，然而HCD要具備的一項功能就是必須支持多種不同主機控制器芯片。在一些操作系統中，當系統必須實(shí)現某些基本功能時(shí)，可由Host Software實(shí)現。

　　3.2 USB傳輸類(lèi)型

　　USB定義了4種傳送類(lèi)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，并由主機客戶(hù)軟件所發(fā)起的通信，主要應用于控制命令和狀態(tài)信息的傳送;同步傳送是指在主機和設備之間周期性的、連續的通信，一般用于傳送時(shí)實(shí)信息，這種類(lèi)型保留了將時(shí)間概念包含于數據的能力，但傳送并不一定很緊急;中斷傳送是指少量數據的、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，其典型應用在于傳送那些可以利用帶寬的數據。

　　3.3 USB設備請求

　　USB設備應通過(guò)缺省控制管道(Default Control Pipe)響應來(lái)自主機的請求命令。這些請求是通過(guò)使用控制傳輸來(lái)完成的。請求及請求的參數通過(guò)Setup包發(fā)向設備，由主機負責設置Setup包內的每個(gè)域的值。USB設備請求包含的請求類(lèi)型有三種：標準、廠(chǎng)商和設備類(lèi)。標準請求用來(lái)完成設備的枚舉過(guò)程;廠(chǎng)商請求用來(lái)完成使用者自己定義的請求;設備類(lèi)請求指的是某些特定的USB設備類(lèi)所傳輸出的請求，例如打印機類(lèi)就屬于這一類(lèi)。設備請求要求有嚴格的定義，包含的內容有類(lèi)型、設備請求、值、索引和長(cháng)度。

　　3.4 USB驅動(dòng)程序結構

　　S3C2440A芯片支持USB1.1協(xié)議和USB 2.0協(xié)議。該設計是針對USB Host(主機，A型)，并基于USB 1.1協(xié)議編寫(xiě)的。程序結構和數據傳輸的流向如圖4所示。

　　驅動(dòng)程序的編寫(xiě)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、標準設備請求和主循環(huán)。硬件提取層實(shí)現的是S3C2440A對I/O端口直接的讀寫(xiě)操作;中斷服務(wù)程序處理各種中斷，包括總線(xiàn)任務(wù)上的請求;標準設備請求完成主機送來(lái)的各種標準請求，用于完成各種枚舉請求;而主循環(huán)則負責完成前臺的數據采集等工作，所有的任務(wù)結束后都要回到主循環(huán)上去。

　　4 結 語(yǔ)

　　該設計采用三星公司ARM9的S3C2440A芯片作為CPU，比原來(lái)基于單片機的模式，外圍電路簡(jiǎn)單，容易可靠地實(shí)現嵌入式終端的USB接口功能。在調試中，用到的嵌入式開(kāi)發(fā)板GEC2440A套件還提供了串口工具DNW。用這一工具可以檢測驅動(dòng)程序的正確與否，如：程序編寫(xiě)無(wú)誤，則DNW串口會(huì )提示 “USB IS CONNECT”。由于S3C2440A芯片功能豐富，如處理器可提高運算速度，LCD可人機交互，網(wǎng)口可連接因特網(wǎng)，所以開(kāi)發(fā)出的嵌入式終端不但可提升整體性能，還為日后的應用奠定了基礎。