基于嵌入式Linux系统和OTG协议的USB接口模块的设计

摘要

由于USB接口的迅速发展和它所具有的热插拔、即插即用、节省系统资源、传输可靠、提供电源、共享式通信和低成本等特点，越来越多的外围设备采用该接口来实现和PC机的连接。然而，传统的USB接口不能实现两个设备之间的相互通信，针对这一问题，行之有效的解决方法是采用符合OTG规范的USB接口。USB接口的发展现状表明符合OTG规范正在成为USB接口发展的趋势。
　　本设计采用三星公司开发的ARM9实验开发平台，实现了符合USBOTG规范的USB接口，即在传统的USB设备的基础上，实现具有USB主机功能。在实现该设计的过程中主要做三个方面的工作：嵌入式Linux操作系统移植、USB主机和设备驱动设计、调试和验证所设计的驱动程序。
　　在开发板上移植嵌入式Linux操作系统的过程中，烧写了引导程序来启动操作系统内核，修改、添加了部分内核代码，使操作系统支持yaffs2文件系统、USB设备和USB主机功能。在成功移植Linux操作系统的基础上，设计了USB主机和设备驱动程序，实现目标板对USB设备的识别和读写，同时使目标板能够被PC机识别和读写。调试了主机和设备驱动程序的实现。
　　测试结果表明，所设计的USB接口实现了该设计主要功能——目标板能够识别和读写USB设备。因此，可以将该接口嵌入到各类电子产品中，实现相互连接通信，迎合市场的需求。

目录

基于嵌入式Linux系统和OTG协议的USB接口模块的设计

THE DESIGN OF USB INTERFACE MODULE BASED ON LINUX OPERATION SYSTEM AND OTG PROTOCOL

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状分析

1.3 USB总线协议和OTG通信协议

1.3.1 USB总线协议

1.3.2 OTG通信协议

1.4 本文主要内容

第2章 基于ARM9的嵌入式Linux系统移植

2.1 操作系统移植的必要性

2.1.1 ARM9内核的体系结构

2.1.2 嵌入式Linux操作系统的主要特点

2.1.3 移植操作系统的主要内容

2.2 嵌入式Linux操作系统内核的移植

2.2.1 建立交叉编译环境

2.2.2 引导程序bootloader

2.2.3 嵌入式Linux内核移植

2.2.4 内核支持yaffs2文件系统

2.3 本章小结

第3章 USB主机驱动程序的实现

3.1 USB主机

3.1.1 USB主机和设备的通信模型

3.1.2 主机和设备间的数据传输

3.2 USB host接口的特点

3.3 USB主机驱动程序的分析与移植

3.3.1 主机驱动工作流程

3.3.2 主机驱动程序的分析与移植

3.3.3 操作系统内核支持USB设备功能

3.4 本章小结

第4章 USB设备驱动程序的设计

4.1 USB设备

4.1.1 USB设备状态

4.1.2 USB设备操作和请求

4.1.3 USB描述符

4.2 USB设备驱动程序设计

4.2.1 USB设备驱动工作流程

4.2.2 USB设备驱动程序设计

4.3 嵌入式Linux操作系统对USB设备驱动的管理

4.4 本章小结

第5章 主机和设备驱动程序的调试

5.1 烧写嵌入式Linux操作系统内核映像

5.1.1 烧写引导程序vivi

5.1.2 烧写嵌入式Linux操作系统内核

5.2 主机和设备驱动的调试

5.3 本章小结

结论

参考文献

附录1

附录2

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致谢