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        電子發燒友網 > 嵌入式技術 > 正文

        USB主機方式在嵌入式系統中的應用

        2019年12月12日 14:15 ? 次閱讀

        (文章來源:電子工程網)

        USB主控的集成能夠使嵌入式產品與各種低價、便捷的外部設備連接。便攜移動設備的發展對USB 主控裝置有著越來越大的需求。從根本上來說,USB就是PC總線的外部擴展,PC為其提供了豐富的系統資源,而PC 中的Microsoft Windows 操作系統原本就可以支持USB。USB主控體系結構由于系統資源與軟件支持成為了PC應用中理想的解決方案,但是嵌入式系統中并沒有這些優勢。

        嵌入式USB主機應用中問題主要體現在: 嵌入式系統有限的系統資源容量與能力; USB固件的添加會使嵌入式應用的復雜性加大,影響嵌入式應用及時響應實時事件的功能; 嵌入式市場處理器與實時操作系統繁復,USB固件的開發與移植需要大量的時間,典型嵌入項目的設計學習過長、過于艱辛。

        要解決嵌入式裝置中USB主控設計復雜的問題,其中一個方法就是在USB 主端控制器中揉入USB 即插即用的能力智能。具體的操作辦法有:在控制器硬件中嵌入USB 主控棧與器件驅動的功能共用組件;將USB主控功能壓縮到語族與ANSI C兼容的API(被系統用來獲取USB主控制器中的USB主控功能)中。

        USB主機方式在嵌入式系統中的應用

        U 盤是一種移動存儲設備,雖然在PC領域中應用廣泛,但是在嵌入式系統中的潛力卻并沒有體現出來。U 盤良好的通用性決定其能夠在嵌入式系統中應用,一來U 盤的使用不僅僅局限一臺主機,二來U盤是一種低價、便捷的數據采集存儲媒介;最后U盤具有較好的抗震性與穩定性,能夠在特殊環境中使用。

        U盤是一種基于USB總線的移動存儲設備,符合USB大容量存儲類協議,在U 盤的內部有USB 設備接口引擎、微控制器,兩者共同工作處理主機命令并管理存儲設備。

        設備識別與設備枚舉的依據就是設備的標準描述符,當U盤插入到主機之后,主機會要求U盤報告其標準描述符,主要涉及到的有:設備描述符(Device Descriptor),對設備的類型與子類型、版本號、協議代號等進行定義;配置描述符(ConfigurationDescriptor)對接口的數量、設備的供電模式與供電量進行定義;接口描述符(Interface Descriptor);端點描述符(EndpointDescriptor)。

        USB會在U盤插入后對其進行搜索,要求U 盤提供描述符。USB Host 得到描述符就可完成配置,識別基于BULKLNLY傳輸的大容量存儲設備,進入BULK-LNLY 傳輸方式,對命令塊包、狀態塊包、普通數據三類數據進行USB與U 盤之間的傳輸。

        主機(基于Bulk-Only 傳輸協議)與U 盤之間的數據傳輸都是由主機發起的,主機向設備發送包含操作命令代碼的命令塊包,設備接收之后,對命令塊包進行檢查與解讀,根據命令來進行操作,并將執行的狀況報告給主機。

        相對于傳統的串行接口來說,USB總線更加方便使用、高速穩定、靈活快捷,受到了用戶的一致的好評與歡迎,得以迅速的發展。本文對USB 總線的特征與發展狀況進行了分析,總結出了USB 總線的優勢。在對USB 總線協議分析的基礎上,對USB技術在嵌入式系統中的應用研究,對USB 應用模式中的USB主機的實施方案進行了具體研究。

        (責任編輯:fqj)

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