USB2.0接口控制芯片的固件设计与实现

摘要

USB(UniversalSerialBus，通用串行总线)是外围设备与计算机进行连接的新型接口总线。自从问世以来，凭借其高速度和高通用性迅速成为个人计算机与外围设备相连的标准接口，现在市场上售出的所有PC机都百分之百支持USB接口，而且很多外设只推出USB版本。可以预见，USB的应用会越来越广泛，其传输速率和通用性也会越来越高。 固件程序的设计是USB设备开发过程中非常重要的一个环节，它直接影响到USB设备的传输速度。本文在深入分析USB2.0协议、海量存储类规范和SCSI指令集的基础上，提出了一种专门针对U盘应用的固件设计方法，重点论述了固件实现过程中的几个关键技术，并给出了固件的调试过程和测试结果，证明USB2.0接口控制芯片的固件设计达到了预期目标。 由于USB2.0协议的主/从式模式，固件的整个流程基于中断模式实现。固件程序主要包括三部分：1)初始化单片机和所有外围电路；2)中断服务程序，完成各个模块产生的中断响应；3)任务处理子模块，供中断服务程序调用，完成具体的USB设备操作。在实现的过程中，主处理程序完成系统的初始化并轮询中断，中断复位程序调用底层的任务处理模块来完成相应的处理。固件负责协议的解析和处理，不干预数据的传输，这样，一方面保证了快速的数据传输和较好的软件结构，另一方面简化了编程和测试。 USB协议有严格的时间要求，这就使得程序必须在有效时间内对某些请求或状态进行处理。因此，在调试过程中，较多借助串口输出程序的输出信息来辅助调试，定位问题所在。调试过程分为三步进行：首先借助PC调试软件(BusHound、R80515仿真器等)将设备端的USB协议调通；然后，用调试好的USB设备控制接口来开发，调试PC软件；最后，加上USB设备端的其它用户程序，对整个完整的系统进行系统调试。 通过对调试过程和性能测试结果的分析，我们可以看出，固件能够控制硬件电路快速的完成各种操作，达到了预期的设计目标。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图目录、表目录

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章引言

第二章协议分析

第三章USB2.0接口控制芯片固件的设计

第四章USB2.0接口控制芯片固件的实现

第五章USB2.0接口控制芯片固件的调试及测试结果

第六章结论和展望

致 谢

参考文献

附 录

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