基于ARM的嵌入式USB OTG技术的研究

发布时间：2020-03-31 23:10

【摘要】： USB是目前应用非常广泛的一种总线接口，具有传输速度快、支持热插拔、支持总线供电、易于扩展，使用方便灵活等特点。与其它通信接口比较，USB接口的最大特点是易于使用，这也是USB的主要设计目标。随着移动电话、数码相机等便携式产品的风靡，人们对于USB的期望也越来越高，USB OTG技术应运而生。OTG做为USB2.0的补充协议，旨在使USB接口兼具USB主机和从机的功能，实现两个不同的外设间点对点的通信，从而一定程度上摆脱USB接口通信离不开PC机的束缚。本文针对这一需求，对USB OTG嵌入式技术进行开发研究，，以实现数控机床(CNC)的USB OTG功能，使CNC能担任USB主机角色也能担任USB从机角色。CNC做为主机时，应用大容量存储类协议以及SCSI协议将CNC的数据传输到移动硬盘中，并按照FAT文件格式存储，以便于计算机读取和识别；做为从机时，计算机可以通过USB接口识别CNC，并对其进行相关的控制和操作。本文基于MCU+USB接口芯片的思路，研究ARM嵌入式系统和USB OTG技术的开发，提出了一套基于ARM处理器和PHILIP的USB控制芯片ISP1362来实现USB Host、USB Device、主从机切换、数据传输和存储的一整套USB OTG系统设计方案。系统采用SamSung公司的32位高性能ARM处理器S3C44BOX进行控制，将先进的ARM技术应用于数据传输系统，提高系统的处理能力，实现系统的智能化。硬件电路采用的ISP1362是一款符合OTG标准的USB2.0主机和外设控制接口芯片，可以扮演USB主机和USB外围设备的角色。在ARM和ISP1362构建的硬件平台基础上，研究了USB OTG协议、SCSI协议、Mass Storage Class协议和FAT文件系统协议，并根据USB相关协议规划主机端和设备端驱动程序结构，完成主机软件系统设计，ISP1362的设备配置，设备端固件设计和PC端的驱动程序设计与开发，实现CNC通过USB口与计算机和移动存储硬盘之间的通信。
【图文】：

批量传输,包结,同步传输,事务

握手来应答。如果收到数据时主机检测到错误，它不返回握手包给功能部件。在批量传输中，一般每次要传送很多数据包。数据包的同步经数据“时序切换位”和“D川队0/D川队1”PID的使用而达到。其切换同步机制如图2一3。批处珊写匕霖豁{碳票』工)A.rAI批处理戈姆 IIIN(1)))二[芸蕊目·谁‘然举朴{O人T人C护I图2一3读、写同步主机总是通过配置来初始化总线传送的第一个事务为“D闰叭。”PD。第二的事务使用“D月叭1”PID，并且剩余的后继数据传送轮流切换。数据包发送器根据ACK接收情况来切换，而接收器根据数据包接收和验收情况切换。(3)同步传输在主机与设备之间的周期性的、连续的通信，用于传送与时间相关的信息。同步传输仅适用于全速/高速设备，最大有效负荷可为 1023个字节。同步传输的“IN”事务或“OUT”事务有标记和数据包，而没有握手包。主机发出输入或输出标记后，就是端口(输入)或主机(输出)传送数据的数据阶段。同步传输无须“握手”和“重传”。其组成结构如图

同步传输,功能部件,中断传输

械﨑舫盯圈翻主机〔〕功能邢件、图2一5中断传输中事务的包结构中断传输的“IN”事务或“OUT”事务的包构成如图2一5。当功能部件收到“输入标记”，便可返回“数据”，“NAK”或“STALL”。如果端口没有新的中断信息(即没有等待处理的中断)可供返回，功能部件在数据阶段里返回“NAK”握手。如果中断端口的“停止特征”被设置了，功能部件将返回“STALL”握手。如果有中断在等待处理，功能部件就像数据包那样返回中断信息。作为对数据包接收的反应，主机如果无错误地接收到数据，则发出ACK握手，或者如果数据包损坏则不返回握手。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP334.7

【参考文献】