基于USB海量存储设备类规范的文件传输系统设计

摘要

本文详细分析了USB海量存储设备类规范(Universal Serial Bus Mass Storage Class Specification)及其相关协议,并在StrongARM处理器开发平台的嵌入式Linux环境下设计了一套基于此规范的嵌入式协议栈,使掌上设备可以很方便地通过USB与PC系统进行数据通讯.论文首先阐述了目前流行的总线技术——USB(通用串行总线),包括USB的相关概念、基本结构、工作方式、数据流种类、通信模型和设备类等等,进一步分析了USB海量存储设备类规范的定义与内容,并且论述了Bulk-Only传输控制协议与精简块命令集(Reduced Block Commands,RBC)的实现细节.USB海量存储设备类规范为通过USB连接的存储设备规定了标准的传输协议和命令集,任何符合此规范的主机和设备都可以直接进行通讯.文章的后半部分论述了整个传输系统的方案设计.首先是USB系统通讯方法分析,将其归纳为三种主要的形式;然后论述了系统采用的的整体软件架构和通信协议体系,提出了基于嵌入式系统平台的协议栈的基本模型和具体内核实现机制,并阐述了基于此模型的文件传输系统的实现方法;最后,本课题通过综合运用StrongARM处理器上的USB设备控制器(UDC)和Linux核心中提供的USB设备核心模块与字符设备模块,实现了一套可移植的USB海量存储设备类协议栈,并给出了系统在Widnows和Linux操作系统环境下的测试结果.这些嵌入式系统USB高层通讯协议方面的研究成果,可以为今后相关方向的研究工作提供启发和帮助.

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文摘

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1绪论

1.1课题研究背景和意义

1.2国内外研究概况

1.3课题研究目的和内容

2USB海量存储设备类规范

2.1 USB总线概述

2.2设备类的定义

2.3 USB海量存储设备类规范

3BULK-ONLY传输协议

3.1功能特性

3.2标准描述符

3.3“命令/数据/状态”协议

3.4“主机/设备”数据传输

4RBC命令集

4.1 RBC设备模型

4.2 RBC命令集

4.3 SPC-2命令

5系统设计与实现

5.1 ARM开发平台及其USB控制器

5.2系统总体设计

5.3 SA1110 UDC与USB主机的通信方法

5.4 USB设备模块的编码与实现

5.5协议栈的编码与实现

6系统编译与测试

6.1编译与调试

6.2系统测试

6.3测试结论

7结束语

7.1本文的主要工作和创新

7.2改进与展望

致谢

参考文献

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