USB接口开发及功能实现

摘要

USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线,由于它具备着自动识别设备,自动安装驱动程序,支持不同速率的同步和异步传输方式,支持热拔插和即插即用等优点,目前已成为PC机与外部通信的主流接口。由于USB的优势,将USB技术应用于嵌入式系统中,会给我们的生活带来极大的便利。
　　 本论文通过对USB基础知识和接口结构的介绍,在嵌入式PNX6718开发平台上,以RTK实时操作系统作为嵌入式开发平台的操作系统,利用C编程实现了无线上网卡的LJSB接口的软件开发,因为一个USB设备可以映射出多个接口,所以本论文还对各种接口的功能进行了设计开发。
　　 本论文在实现了无线上网卡USB接口的软件开发的同时,还设计了主机侧驱动的自动安装及加载的方案,使USB接口最终能够实现自动配置,从而达到正常通信的目的。
　　 因为USB设备中的每个接口都代表了一个功能,所以本论文在USB接口上实现了多种应用。
　　 首先,本论文通过通信设备类(CDC)协议中的抽象控制模型(ACM)和以太网控制模型(ECM),分别实现了虚拟调制解调器接口和虚拟以太网接口。然后在控制请求和通知的基础上,设计了一种使得主机和设备能够相互了解对方意图的方案,使得主机像通过串口或者以太网接口一样能够和设备正常的通信。
　　 其次,本论文还通过USB接口实现了标准的批量传输。在这里主要针对文件系统模块、存储设备接口模块和大容量存储协议模块进行开发。这些模块配合USB接口模块最终共同实现数据传输。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 USB接口及其应用的研究现状

1.2.1 USB接口的发展现状

1.2.2 USB虚拟接口通信现状

1.2.3 USB接口在存储设备上的应用现状

1.3 本文主要工作

第二章 USB基本结构及特性

2.1 USB的总线结构

2.1.1 USB总线拓扑

2.1.2 USB系统的组成

2.2 USB系统的分层结构

2.3 USB接口特性及结构

2.3.1 USB的连接

2.3.2 USB接口的电气特性

2.3.3 USB供电方式

2.3.4 USB接口结构

2.4 本章小结

第三章 USB接口的设计开发

3.1 开发环境简介

3.2 功能需求分析

3.2 USB接口软件设计开发

3.2.1 接口初始化模块开发

3.2.2 接口信息上报模块设计

3.2.3 读写数据模块开发

3.4 主机驱动与接口配合方案设计

3.4.1 即插即用简介

3.4.2 即插即用驱动安装方案设计

3.4.3 驱动加载方案设计

3.5 数据分析

3.5.1 数据协议

3.5.2 USB设备请求和描述符

3.5.3 总线数据结果分析

3.6 本章小结

第四章 USB接口网络通信连接的实现

4.1 功能需求分析

4.2 通信设备类(CDC)简介

4.3 基于ACM模型实现虚拟串口方案设计

4.3.1 抽象控制模型(ACM)简介

4.3.2 USB虚拟串口网络连接方案设计

4.3.3 虚拟串口总线数据结果分析

4.4 基于ECM模型实现虚拟以太网接口方案设计

4.4.1 以太网控制模型(ECM)简介

4.4.2 USB虚拟以太网网络连接方案设计

4.4.3 虚拟以太网接口总线数据结果分析

4.5 本章小结

第五章 USB接口批量传输的实现

5.1 功能需求分析

5.2 各模块基础知识简介

5.2.1 Flash存储结构简介

5.2.2 文件系统简介

5.2.3 Mass Storage协议

5.2.4 Bulk-Only传输协议

5.2.5 SCSI命令集

5.3 数据批量传输的实现流程

5.3.1 文件系统模块设计

5.3.2 大容量存储协议模块设计

5.3.3 存储设备接口模块设计

5.4 数据传输接口总线数据结果分析

5.5 本章小结

第六章 总结

致谢

参考文献