基于ARM的嵌入式USB/以太网转换器的设计与实现

摘要

近年嵌入式技术得到了迅速发展已经渗透到各行各业，特别是在硬件上以ARM为代表的32为嵌入式处理器的广泛应用以及在软件开发上工程方法的引入都使嵌入式技术得到了迅速发展。而由Compaq、DigitAlEquipment、IBM、Intel、Microsoft、NEC和Northern Telecom共同提出的USB接口规范（UniversAlSeriAlBus,通用串行总线）作为一种即插即用、快速方便、价格低廉的新型串行通信接口而成为通用计算机和大多数的嵌入式设备的必配接口。同时随着网络技术的发展和Internet的普及，对于许多设备能接入网络是具有重要的现实意义。
　　 本文正是基于以上背景，以使嵌入式设备能够脱离PC通过嵌入式USB主机/以太网控制器接入网络通信，设计了基于32位处理器ARM920T内核和CS8900A以太网控制器芯片的USB/以太网协议转换系统。文中，首先，完成了系统的软硬件架构设计并通过对VIVI和U-BOOT的研究完成了启动程序。然后研究了USB的传输协议和体系结构并实现了USB Host端的核心部分，主要包括USB HCD（主机控制器驱动）和USBD（USB核心驱动）的开发。在研究了以太网规范以及熟悉了控制器芯片之后，实现了相应的网络层驱动程序，文中所有的开发都是在交叉集成开发环境ADS1.2下进行的，通过JTAG接口对目标系统进行调试。同时在整个系统的软件开发中还引入了可重用软件开发方法以使开发出的嵌入式系统软件具有可重用性，在完成各个模块的编程以后对相应模块进行了测试, 测试的结果表明各个模块的功能得到了预期的效果。课题主要完成的工作为启动代码的实现、USB主机协议栈以及以太网驱动等部分。
　　 最后做了总结，讨论了系统的进一步完善以及下一步需要完成的工作。
　　 通过以上的研究开发工作，我们实现的嵌入式USB主机/以太网控制器解决了具有USB设备端的嵌入式设备通过USB端口接入网络的问题，文中介绍了其核心部分的实现细节。同时，给出的嵌入式系统的开发流程以及无操作系统下的USB主机和以太网控制器驱动的开发都可以为其他开发者提供一定的技术参考。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表索引

声明

第一章 引言

第二章 硬件平台的设计

第三章 系统软件平台的构建

第四章 嵌入式USB主机协议栈的设计

第五章 以太网驱动的设计

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

研究生期间发表的论文