【摘要】： 通用串行總線(USB)具有熱插拔、即插即用、數(shù)據(jù)傳輸可靠、擴展方便、低成本等優(yōu)點,是當(dāng)前計算機必備的接口之一,同時也被廣泛地應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中。本文設(shè)計的USB HOST系統(tǒng)主要應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng),以拓展微處理器的應(yīng)用域。 論文設(shè)計的USB主機系統(tǒng),用于擴展SEP3203 GARFIELD微處理器的應(yīng)用,以支持嵌入式系統(tǒng)中微處理器與外部USB存儲類設(shè)備的通訊。SEP3203 GARFIELD微處理器采用ARM7TDMI處理器內(nèi)核,具有EMI、INTC、TIMER、GPIO等多個模塊。USB主機控制器芯片選用EPSON S1R72005,芯片外掛在SEP3203 GARFIELD微處理器的EMI上,通過GPIO引腳引入USB主機控制器的中斷信號與SEP3203 GARFIELD微處理器發(fā)生交互。 文中以USB協(xié)議為依據(jù),首先分析了SEP3203 GARFIELD微處理器和EPSON S1R72005主機控制器芯片,制定了硬件設(shè)計方案;軟件平臺基于ASIX OS實時操作系統(tǒng),考慮到系統(tǒng)多用于和小容量USB存儲類設(shè)備進行通訊,系統(tǒng)設(shè)計只支持FAT16文件系統(tǒng);然后,通過參考Linux USB子系統(tǒng),給出了系統(tǒng)的軟件驅(qū)動方案,并對USB系統(tǒng)軟件中的USBD層和HCD層軟件代碼做了詳細(xì)說明;最后對軟件代碼的實現(xiàn)流程做了詳細(xì)的闡述,由于支持的USB存儲類設(shè)備多采用控制傳輸和批量傳輸,對USB系統(tǒng)軟件做了相應(yīng)的簡化,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸性能。 論文所設(shè)計的USB HOST系統(tǒng)已經(jīng)能夠在以SEP3203 GARFIELD微處理器和EPSON S1R72005主機控制器為硬件平臺、ASIX OS實時操作系統(tǒng)為軟件平臺的系統(tǒng)中穩(wěn)定運行,能夠和小容量USB存儲類設(shè)備(閃存)進行正常通訊,包括USB存儲類設(shè)備的插拔識別、設(shè)備枚舉和驅(qū)動加載、建立目錄、數(shù)據(jù)內(nèi)容讀寫等。
【圖文】：

本節(jié)將從 USB 的傳輸帶寬和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對 USB 系統(tǒng)進行簡單介紹。1.1 傳輸帶寬為了適應(yīng)不同的應(yīng)用需要，USB 總線提供了 3 種不同的數(shù)據(jù)傳輸速率：1.5Mb/s 的低速數(shù)據(jù)、12Mb/s 的全速數(shù)據(jù)傳輸和 480Mb/s 的高速數(shù)據(jù)傳輸，USB1.1 規(guī)范只支持前兩種數(shù)據(jù)傳輸速 USB2.0 則支持全部的數(shù)據(jù)傳輸速率[1]。這里所說的數(shù)據(jù)傳輸速率只是指總線在傳輸數(shù)據(jù)時使用的時鐘頻率，并不是有效數(shù)據(jù)的實速率。實際上由于軟件協(xié)議的限制，1.5M 的低速設(shè)備所能達到的有效數(shù)據(jù)傳輸速率只在幾 KB右。設(shè)計的 USB 主機采用 EPSON S1R72005，兼容 USB2.0 規(guī)范、12MB/s 的全速數(shù)據(jù)傳輸速率1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一個 USB 系統(tǒng)一般由一個主機（簡稱 Host）、一個或多個 USB 集線器和一個或多個 USB 點（即圖 2.1 中的 Node）組成，如圖 2.1。

USB 主機會為每個連接在總線上的 USB 設(shè)備（包括 USB 集線器，USB 主機也就是通過設(shè)備地址訪問相關(guān)的設(shè)備。USB 總線采用的是樹SB 主機根據(jù)各個設(shè)備的屬性，，周期性的訪問各個設(shè)備。USB 設(shè)備則是被求，這樣就避免了 USB 設(shè)備主動發(fā)送數(shù)據(jù)時可能導(dǎo)致的總線沖突。如果間就無法進行數(shù)據(jù)通信。USB 系統(tǒng)允許同時連接 127 臺外設(shè)，由于總線SB 設(shè)備最多可以通過 USB 集線器擴展 6 層，設(shè)備連線一般不能超過 5m組件簡介包括 USB 連線、USB 集線器（Hub）和各種功能部件。連線 所示，USB 連線是一根四線的電纜，其中包括兩根差分?jǐn)?shù)據(jù)線（D+和 D-）編碼方式傳輸數(shù)據(jù)。另外兩根電源線一根為 Vbus，另一根為 GND，它B 設(shè)備供電。由于電氣特性原因，每根線長度一般不超過 5 米。全速傳輸求有屏蔽并做成雙絞線的形式，低速傳輸（1.5Mb/s）設(shè)備則不然。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP332

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 胡紅;便攜式FPGA編程器的設(shè)計與實現(xiàn)[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

2 陳立朋;基于Linux的USB無線網(wǎng)卡通用驅(qū)動框架設(shè)計[D];吉林大學(xué);2012年

本文編號：2689302