USB设备协议栈的设计与实现

发布时间：2020-04-13 06:10

【摘要】：随着USB的普及和嵌入式技术的发展,嵌入式系统对USB的需求不断增长。在此背景下,本文针对嵌入式系统设计了USB设备协议栈,并在搭载NXP LPC2478微控制器(ARM7TMDI-S内核)的评估板上得到了实现。 本文设计和实现的USB设备协议栈采用的是一种开放的层次结构和模块结构。协议栈从下至上由3个层次组成,依次是硬件层、协议层和应用层。硬件层主要负责对USB设备控制器的硬件进行操作,包括硬件初始化和USB数据包的收发等;协议层处理USB规范中定义的与USB设备相关的所有操作,包括总线枚举、地址分配、配置、电源管理和各种请求处理等;应用层则为用户提供了应用程序接口,使用户可以通过这些接口函数完成实际应用。这3个层次通过特殊的层间接口联系在一起,形成完整的USB设备协议栈软件构架;各层次可以根据特定的硬件环境或应用环境而重新实现,以提高协议栈的可移植性;同时协议栈预留了各类扩展接口,方面用户扩展功能所用。 为了对协议栈进行验证,本文在LPC2478评估板上实现了3个典型的USB类,分别是通讯设备类(USBCDC)、大容量存储类(USBMSC)以及测试与测量类(USBTMC)。USBCDC类的实现将设备模拟成一个USB虚拟串口,使上位机可以通过串口调试工具与其进行数据收发。USBMSC类实现了一个可移动磁盘,使上位机可以像操作普通U盘一样对其进行操作。USBTMC类的实现则使得设备可以与NI的MAX (Measurement Automation Explorer)软件进行基本通讯。
【图文】：

7图 2-2 USB 电缆[20]+和 D-为信号线，，传送的是差模方式的信号；VBUS和 G电。为了提供可靠的输入电压和适当的终端阻抗，电缆终端。通过该终端可以识别端口上 USB 设备的插入或拔速设备。或根集线器对设备提供的电源电压为 4.75~5.25V，设备供电模式。

的数据通信协议数据通信协议是 USB 的核心内容，也是 USB 协议中最复杂的 4 种传输类型[20][21] [22][23]：控制传输、批量传输、中断传输和”(Transfer)由若干个“事务”(Transaction)组成，事务又由若，包由各“字段”(Field)组成[24]，这一组成关系如图 2-3 所
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP333.2

【参考文献】

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本文编号：2625687