基于嵌入式ARM9的USB设计与实现

1、基于嵌入式arm9的usb设计与实现 引 言 (universal serial bus)是通用串行的缩写，因其具有便利易用，动态分配带宽，容错性优越和高性价比等特点，现已成为计算机的主流接口。随着系统的广泛应用，各种小型终端需要开发出与外界联系的usb接口。目前，常用的技术有两种。基于的usb接口，特点是需要外置芯片，复杂，留下的cpu资源不多;基于的usb接口，特点是资源丰盛，但arm系列产品较多，假如选型不当，还需要搭接较多的外围电路，且不能很好地发挥cpu性能。该设计采纳三星公司arm9核的s3c2440a芯片作为cpu，由于该芯片内部集成了控制usb的全部部件，外围电路容易，易于实现

2、。1 s3c2440a特点s3c2440a的cpu部分主要集成了、复位和时钟模块、和小键盘模块、程序存储器和数据存储器模块。同时提供如下丰盛的外围接口：同步存储器(sdram)和nand flash控制接口，可扩展到1 gb的存储的空间;4个dma通道和24个中断端口;能控制stn 和tft液晶屏显示，支持触摸屏功;usb接口a型和b型各一个;3个串行口、i2c，spi，i2s等接口;带ac97音频接口;具备sd卡、数码相机接口和网络接口。s3c2440a还具备多种工作模式，管脚为17×17方型分布，横向从左1到右17编号，纵向从下a到上u编号，分类为a1a17，b1b17， c1c

3、17依此类推到u1u17。这些管脚所对应的功能并不是惟一的，通常只要使能变幻，s3c2440a就能实现不同的控制功能。该设计涉及到的 s3c2440a，其管脚如表1所示分为3类。2.2 串口电路串口在该设计中的作用是通过计算机加载usb驱动程序，原理2所示。2.3 电源电路因为s3c2440a芯片的管脚对提出了不同要求，所以需要完成电源的变压，其原理3所示。3 驱动程序的讨论按usb接口，其设备结构可分为usb host(主机)和usb device(外部设备)。usb主机控制usb设备举行通信，而主机与主机之间，或usb设备与usb设备之间是不能通信的。3.1 usb主机usb主机的功能通常

4、包含以下几个部分：验证usb设备是否安插好或拔除;控制usb主机与设备两者中的数据流;返回usb主机的所显状态。usb系统软件由以下3个部分组成：主机控制器驱动(hcd)、usb驱动(usbd)、主机软件(host software)。主机控制器所具备的功能如表2所示。hcd和usbd包含基于不同抽象层次的软件接口，两者以一定的方式协同完成任务，用以实现 usb系统的功能。它们的任务差别没有详细定义，然而hcd要具备的一项功能就是必需支持多种不同主机控制器芯片。在一些操作系统中，当系统必需实现某些基本功能时，可由host software实现。3.2 usb传输类型usb定义了4种传送类型：控

5、制传送、同步传送、中断传送、批传送。其中，控制传送是指牢靠的、非周期性的、突发的，并由主机客户软件所发起的通信，主要应用于控制指令和状态信息的传送;同步传送是指在主机和设备之间周期性的、延续的通信，普通用于传送时实信息，这种类型保留了将时光概念包含于数据的能力，但传送并不一定很紧张;中断传送是指少量数据的、低速的、周期的传送;批传送是指非周期的、大量的、牢靠的传送，其典型应用在于传送那些可以利用带宽的数据。3.3 usb设备哀求usb设备应通过缺省控制管道(default control pipe)响应来自主机的哀求指令。这些哀求是通过用法控制传输来完成的。哀求及哀求的参数通过setup包发向

6、设备，由主机负责设置setup包内的每个域的值。usb设备哀求包含的哀求类型有三种：标准、厂商和设备类。标准哀求用来完成设备的枚举过程;厂商哀求用来完成用法者自己定义的哀求;设备类哀求指的是某些特定的usb设备类所传输出的哀求，例如打印机类就属于这一类。设备哀求要求有严格的定义，包含的内容有类型、设备哀求、值、索引和长度。3.4 usb驱动程序结构s3c2440a芯片支持usb1.1协议和usb 2.0协议。该设计是针对usb host(主机，a型)，并基于usb 1.1协议编写的。程序结构和数据传输的流向4所示。驱动程序的编写主要分为以下几个部分考虑：硬件提取层、中断服务程序、标准设备哀求和主循环。硬件提取层实现的是s3c2440a对i/o端口挺直的读写操作;中断服务程序处理各种中断，包括总线任务上的哀求;标准设备哀求完成主机送来的各种标准哀求，用于完成各种枚举哀求;而主循环则负责完成前台的数据采集等工作，全部的任务结束后都要回到主循环上去。4 结 语该设计采纳三星公司arm9的s3c2440a芯片作为cpu，比本来基于单片机的模式，外围电路容易，简单牢靠地实现嵌入式终端的usb接口功能。在调试中，用到的嵌入式开发板gec2440a套件还提供了串口工具dnw。用这一工具可以检测驱动程序的正确与否，如：程序编写无误，则dnw串口会提醒