ARM+μC/OS-Ⅱ平台下USB主机系统软件的实现

摘要

开发嵌入式USB主机，能将USB设备应用到嵌入式领域中，使现在高速发展的移动数据业务变得更加方便。μC/OS-Ⅱ是一种应用较广泛的嵌入式操作系统，但目前还不具备USB主机软件功能，在μC/OS-Ⅱ系统中设计USB主机系统软件，具有现实意义和应用前景。
　　 本文介绍了在ARM9(Advanced RISC Machines)处理器上，μC/OS-Ⅱ实时操作系统下，基于OHCI(Open Host Controller Interface)规范的USB主机系统软件的实现过程。在研究过程中，首先根据ARM9处理器的特点，完成了μC/OS-Ⅱ在ARM上的移植。然后结合USB1.1协议文档和一些与USB相关的文献资料，研究了USB系统的通信原理。在USB主机端的组成中，软件部分为客户软件和USB主机系统软件，硬件部分为USB主机控制器。课题中使用的USB主机控制器芯片是符合OHCI规范的，通过详细阅读OHCI协议文档，掌握了USB主机系统软件与USB主机控制器通信的全部细节。最后结合μC/OS-Ⅱ，实现了USB主机系统软件。在该USB主机系统软件中，实现了4种USB传输方式中的控制传输和批量传输。控制传输用于对USB设备的枚举操作，当USB设备连接上USB总线时，通过控制传输完成对USB设备的设置，信息读取等操作；批量传输为客户软件提供了数据传输接口，适用于U盘，移动硬盘等需要进行大批量数据传输的USB设备。最后用常见的USB设备-U盘，对USB主机系统软件进行了测试。对U盘的枚举测试了控制传输，对U盘的读写测试了批量传输。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.1.1 USB技术的发展

1.1.2 课题研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本课题的主要工作

1.4 论文的组织结构

第2章 ARM+μC/OS-Ⅱ平台的搭建

2.1 ARM微处理器

2.2 μC/OS-Ⅱ操作系统

2.3 μC/OS-Ⅱ在ARM处理器上的移植

2.3.1 C代码的修改

2.3.2 汇编代码的修改

第3章 USB主机系统软件概述

3.1 USB通信模型

3.2 USB主机端组成

3.3 OHCI协议

3.4 USB主机系统软件结构

第4章 OHCI软件层的实现

4.1 端点描述符

4.2 传输描述符

4.3 ED和TD的处理

4.3.1 USB主机控制器对ED的处理

4.3.2 USB主机控制器对TD的处理

4.4 数据传输管理

4.5 主机控制器初始化

4.6 主机控制器中断处理

4.7 硬件访问管理

第5章 USB总线管理层

5.1 USB设备相关描述表

5.2 USB设备请求

5.3 数据传输服务

5.4 USB设备枚举

5.5 与μC/OS-Ⅱ的结合

5.6 系统测试与结果分析

5.6.1 控制传输测试

5.6.2 批量传输测试

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 下一步的研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及参研情况