USB2.0协议栈在嵌入式系统中的实现与应用

摘要

USB接口使用方便，传输速度快，早已经成为计算机的标准接口之一。随着嵌入式系统和嵌入式芯片的发展，处理器的速度越来越快，越来越多的处理器能够提供足够的CPU带宽来满足USB功能的要求，因此越来越多的电子类设备引入了USB接口作为功能接口。面对USB的应用，除了硬件的支撑，软件的设计也起到了至关重要的作用。在嵌入式系统中实现USB的功能，最关键的就是实现USB协议栈。USB协议栈的功能是实现嵌入式系统对USB外设的访问、控制和数据传输，比如客户程序可以通过USB协议栈从外接U盘中读取数据、存储数据，而客户程序则是针对外接设备的驱动程序。本文是在基于ARM946E SOC芯片上的USB功能模块,移植Mass Storage类驱动并实现Nucleus文件系统的USB接口，达到对U盘文件进行访问的目的。 本文主要做了以下工作：一、对USB芯片的Datasheet进行了解，对USB2.0规范进行深入理解，并在此基础上编写测试程序，进行USB芯片性能测试，包括眼图测试与分析。二、分析USB2.0工作流程，分别实现USB设备枚举过程、管道通讯机制、四种通讯方式、内存池管理、RTOS相关处理。三、集成海量存储设备驱动，深入了解UFI驱动的实现。四、实现Nucleus文件系统的USB接口，实现文件访问。最后，对整个项目的开发做出总结分析。