嵌入式USB主从协议栈设计与实现

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1、AbstractUSBtechnologyforitsplugandplay,avarietyoftransmissionmodesandtransmissionspeedandothercharacteristics,widelyusedinembeddedUSBdevice.Withthedevelopmentoftechnology,thedemandforembeddedUSBhostfunctionareasincreasinglystrong.DuetothecomplexityofUSBtechnology,ithasgoodpracticalv

2、alueandsignificanceofacompleteUSBsolutionforembeddedsystems.ThisthesisstudiestheUSBspecification,OHCIhostspecificationandUSBMSCspecification,basedontheembeddedsystemdesignforaUSBmaster-slaveprotocolstack,andtheevaluationboardbasedonARM7-TMDI-ScoreNXPLPC2478microcontrollerintherealiz

3、edandverified.Thisrealizationoftheprotocolstackandthehostpartfromthemachine,tworelativelyindependent,haveadoptedanopenandmodularstructureofthehierarchy.Throughtheinterfacebetweenthethreelevelsofhierarchy,consistingofacompleteprotocolstacksoftwarearchitecture.Finally,wedesignedaserie

4、softestcasestoverifytheUSBmasterandslaveprotocolstackvalidityandreliability.ExperimentalresultsshowthatthethesisstackimplementedinembeddedUSBdeviceandembeddedhosttwoaspectstothedesignrequirements.KeyWords:EmbeddedSystem,OHCI,USBHost,USBDevice,USBMSC摘要IABSTRACTII1.绪论1.1本课题的研究背景意义(1)1

5、.2国内外研究情况(2)1.3论文主要研究内容(3)1.4论文主组织结构(3)1.5本章小结⑷2.相尖协议研究2.1USB协议研究(5)2.2OHCI规范研究(9)2.3USBMSC规范研究(12)2.4本章小结(14)3.USB系统总体设计设计3.1设计需求(15)3.2USB主从协议栈整体架构设计(15)3.3通用数据结构设计(17)1.1本章小结(18)4.USB主机协议栈设计与实现4.1主机协议栈使用的数据结构(19)4.2主机控制器驱动的设计(21)4.3USB驱动的设计(23)4.4主机应用层的软件实现(27)4.5综合实现(29)4.6本章小结(

6、31)5・USB设备协议栈的设计与实现5.1设备协议栈使用的数据结构(32)5.2设备硬件操作(35)5.3设备协议层设计(38)5.4设备应用层设计(46)5.5USBMSC类的实现(47)5.6本章小结(49)6・运行及测试6.1USB主机协议栈测试(50)6.2USB设备协议栈测试(51)6.3测试结果(53)1.1本章小结(53)7.总结与展望(54)致谢(55)参考文献(56)附录作者攻读学位期间发表的论文(60)1.绪论1.1本课题的研究背景意义USB（通用串行总线）是一种串行总线规范・最初为解决PC外设接口不统一的问题而开发凶°1996年1月，7

7、大工业巨头Compaq•DEC•IBM*Intel•Microsoft*NEC和NorthernTelecom联合发布了USBI.O规范，计算机外设技术产生天翻地覆的变化。此后，USB-IF（USB开发者论坛）陆续发布了USB1.1，USB2.0规范-以及最新的USB3.0规范「USB接口以其简洁、高效的特点，大大简化了计算机与外设的连接，在全球范围的得到迅速普及和发展。①目前使用较多的USB技术是USB1.1和USB2.0，比较前沿的是USBOTG和USB3.0。USB1.1支持1.5Mbps和12Mbps两种传输速率，主要用于低速传输的设备中，常见的如US

8、B鼠标、USB键盘等；USB2.0支持