基于单片机的usb主控器驱动设计

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1、基于单片机的USB主控器驱动设计1引言在现代社会，嵌入式系统逐渐深入到人们生活的方方而而，各类嵌入式系统产品之间往往通过某种接U进行交互或数据传递。而现在，USB已经成为嵌入忒数据交换的鉍主要的方式，可是各种USB接U的设备都是基于PC机系统的，所以，基于嵌入式系统的USB接门的研究具冇实用的价值和意义，特别是起Master作用的HOST端接门的研宄。解决这一问题的根木办法就是在需耍使用USB设备的嵌入式系统中扩展USBHost功能模块，使之其有与USB设备进行数据传输的能力。USB1办议按功能分为2部分，USBHOST（USB主协议）和USBSLAVE（USB从协议）分别应川于US

2、BHOSTCONTROLLER（USB主控制器）和USBDEVICE（USB没&）。一般，USBHOST要比USBSLAVED杂，对于广大的非PC用户來说，尤其•是嵌入式系统用户来说，由于USB协议的不对称性，使得实现USBHOST比USBSLAVE要闲难地多，Philips公司的ISP1161A1芯片很好地解决了这种问题，他封装丫复杂的USB协议，使得在嵌入式系统屮实现USBHOST和USBSLAVE变得简单方便。2USBHOST技术简介USB的通信可以用图1表示，图1屮，左半部分为USB主机端，可以看出，USB主机端由2部分构成，即软件体和硬件体，实际上是3个软件组件组成了USB

3、HOST解决方案，即USB客户驱动程序，USB驱动程序和USB主机控制器驱动程序，应川程序的事务处理足由USB客户驱动程序（设备驱动程序）启动的，客户驱动程序把USB没备当做一个可以被访问的端点集合，他可以被控制并与他的功能单元进行通信，USB系统软件包拈USB驰动程序和USB主控制器驰动程序，USB驱动程序负贵配置管理、用户管理、总线管理和数据传输，USB主抟制器驱动程序负贵调度管理，队列管理和控制器管理，以及数据的位编码、封包、循环校验、发送、错误处理等。職拿tLSB系统USB%t11机押M沿◄_►usBiimgii<==>-~>疆華Chil^ft^b困1室[NextPage]如

4、图2所示，USBHOST的软件结构分为3大部分，即USB总线驱动（USED）,USBHOST控制器驭动（HCD）、客户软件、其屮客户软件处理和设备宥关的信息，USBD处理和硬件无关的协议，而HCD则处理与硬件相关的协议，USBD和IICD都包含了一系列管理各种状态的寄存器。3SPII6I体系结构要实现USB协议，必须要通过一系列寄存器来完成，这些寄存器要能实现USB软件结构屮的USBD和HCD，即要完成USB协议状态的控制，还耍有•-定的缓冲区來存放进出的数据，ISP1161专门针对USB协议设计的特殊硬件结构可方便地实现USBHOST和USBSLAVE。ISP1161的硬件结构主要

5、是3类不同的寄存器，用户通过操作这3种寄存器來达到实现USB传输的目的，这3类寄存器是：(1)HCcontrolandstatusregisters：USB卞.控制器控制和状态寄存路，主要用于传输过程屮控制命令的存放和状态的读取，可读可写的寄存器有2个地址，只读或只写的寄存器只有1个地址。(2)IsochronousTransferList(ITL):M步传输列表缓冲区。(3)AcknowledgedTransferList(ATL):接收传输列表缓冲区《＞根据USB协议，数据传输分力4种模式，Control(控制)，Bulk(赞批)，Interrupt(巾断)和Isochronou

6、s(同步)。其中ITL是为了实现同步传输，ATL则实现其他3种模式的传输。4ISP1161x主控制器编程实现没计ISP1161X主控制驱动程序主要涉及以下2个重要内容，下而详细介绍:4.1读/写ATL和KTL缓冲区ATL和ITL缓冲区的位于ISP1161x内部的FIFO缓冲RAM之中，每个缓冲区包含许多PTD(PhilipsTransferDescriptor),而PTD用于主控制器硬件发送或接收USB包从USB设备，作为调度USB传输的一部分，HCD在系统内存中购建PTD。然后HCD将购建好的PTD移入ATL或者ITL缓冲区，主控制器硬件允许软件去访问每一个缓冲区，就像他们足分离的

7、硬件缓冲区，HCD访问ATL缓冲区通过硬件寄存器HcTransferCounter(22H/A2H)和HcATLBufferPort(41H/C1H),而ITL缓冲区则由HcTransferCounter和HcITLBufferPort(40H/C0H)访问。下而-段示例代码取自于木项H,其功能是向ATL缓冲区写数掘，hci—>hp—>atl_len表示，ATL则在内存屮还没卷发送的数据的长度，hci—>hp—Ml表示缓冲区的地址。[NextPage]if