基于S3C4510B的USB主控器驱动设计

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:512

来源：现代电子技术作者：洪艳伟　赖娟

1 引言

在现代社会，嵌入式系统逐渐深入到人们生活的方方面面，各类嵌入式系统产品之间往往通过某种接口进行交互或数据传递。而现在，usb已经成为嵌入式数据交换的最主要的方式，可是各种usb接口的设备都是基于pc机系统的，所以，基于嵌入式系统的usb接口的研究具有实用的价值和意义，特别是起master作用的host端接口的研究。

解决这一问题的根本办法就是在需要使用usb设备的嵌入式系统中扩展usb host功能模块，使之具有与usb设备进行数据传输的能力。

usb协议按功能分为2部分，usb host（usb主协议）和usb slave（usb从协议）分别应用于usb host control-p.htm" target="_blank" title="control货源和pdf资料">controller-p.htm" target="_blank" title="controller货源和pdf资料">controller（usb主控制器）和usb device（usb设备）。一般，usb host要比usb slave复杂，对于广大的非pc用户来说，尤其是嵌入式系统用户来说，由于usb协议的不对称性，使得实现usb host比usb slave要困难地多，philips公司的isp1161a1芯片很好地解决了这种问题，他封装了复杂的usb协议，使得在嵌入式系统中实现usb host和usb slave变得简单方便。

2 usb host技术简介

usb的通信可以用图1表示，图1中，左半部分为usb主机端，可以看出，usb主机端由2部分构成，即软件体和硬件体，实际上是3个软件组件组成了usb host解决方案，即usb客户驱动程序，usb驱动程序和usb主机控制器驱动程序，应用程序的事务处理是由usb客户驱动程序（设备驱动程序）启动的，客户驱动程序把usb设备当做一个可以被访问的端点集合，他可以被控制并与他的功能单元进行通信，usb系统软件包括usb驱动程序和usb主控制器驱动程序，usb驱动程序负责配置管理、用户管理、总线管理和数据传输，usb主控制器驱动程序负责调度管理，队列管理和控制器管理，以及数据的位编码、封包、循环校验、发送、错误处理等。

如图2所示，usb host的软件结构分为3大部分，即usb总线驱动（usbd），usb host控制器驱动（hcd）、客户软件、其中客户软件处理和设备有关的信息，usbd处理和硬件无关的协议，而hcd则处理与硬件相关的协议，usbd和hcd都包含了一系列管理各种状态的寄存器。

3 sp1161体系结构

要实现usb协议，必须要通过一系列寄存器来完成，这些寄存器要能实现usb软件结构中的usbd和hcd，即要完成usb协议状态的控制，还要有一定的缓冲区来存放进出的数据，isp1161专门针对usb协议设计的特殊硬件结构可方便地实现usb host和usb slave。isp1161的硬件结构主要是3类不同的寄存器，用户通过操作这3种寄存器来达到实现usb传输的目的，这3类寄存器是：

（1）hc control and status registers：usb主控制器控制和状态寄存器，主要用于传输过程中控制命令的存放和状态的读取，可读可写的寄存器有2个地址，只读或只写的寄存器只有1个地址。

（2）isochronous transfer list （itl）：同步传输列表缓冲区。

（3）acknowledged transfer list（atl）：接收传输列表缓冲区。

根据usb协议，数据传输分为4种模式，control（控制），bulk（整批），interrupt（中断）和isochronous（同步）。其中itl是为了实现同步传输，atl则实现其他3种模式的传输。