USB2.0接口控制芯片的固件设计与实现

发布时间：2020-11-05 03:35

　　 USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)是外围设备与计算机进行连接的新型接口总线。自从问世以来，凭借其高速度和高通用性迅速成为个人计算机与外围设备相连的标准接口，现在市场上售出的所有PC机都百分之百支持USB接口，而且很多外设只推出USB版本。可以预见，USB的应用会越来越广泛，其传输速率和通用性也会越来越高。 固件程序的设计是USB设备开发过程中非常重要的一个环节，它直接影响到USB设备的传输速度。本文在深入分析USB2.0协议、海量存储类规范和SCSI指令集的基础上，提出了一种专门针对U盘应用的固件设计方法，重点论述了固件实现过程中的几个关键技术，并给出了固件的调试过程和测试结果，证明USB2.0接口控制芯片的固件设计达到了预期目标。 由于USB2.0协议的主／从式模式，固件的整个流程基于中断模式实现。固件程序主要包括三部分：1)初始化单片机和所有外围电路；2)中断服务程序，完成各个模块产生的中断响应；3)任务处理子模块，供中断服务程序调用，完成具体的USB设备操作。在实现的过程中，主处理程序完成系统的初始化并轮询中断，中断复位程序调用底层的任务处理模块来完成相应的处理。固件负责协议的解析和处理，不干预数据的传输，这样，一方面保证了快速的数据传输和较好的软件结构，另一方面简化了编程和测试。 USB协议有严格的时间要求，这就使得程序必须在有效时间内对某些请求或状态进行处理。因此，在调试过程中，较多借助串口输出程序的输出信息来辅助调试，定位问题所在。调试过程分为三步进行：首先借助PC调试软件(BusHound、R80515仿真器等)将设备端的USB协议调通；然后，用调试好的USB设备控制接口来开发，调试PC软件；最后，加上USB设备端的其它用户程序，对整个完整的系统进行系统调试。 通过对调试过程和性能测试结果的分析，我们可以看出，固件能够控制硬件电路快速的完成各种操作，达到了预期的设计目标。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TN492;TP334.7
【部分图文】：

可以通过PC串口设置端点来观测MCU内部寄存器、内部RAM和外部RAM，从而判断MCU是否得到了正确的结果，固件是否得到了正确的操作反馈和数据。MCU模块PC的仿真界面如图5一3所示:图5一3R80515调试软件

电子科技大学硕士学位论文图5一ZFPGA搭建的调试电路板可以通过PC串口设置端点来观测MCU内部寄存器、内部RAM和外部RAM，从而判断MCU是否得到了正确的结果，固件是否得到了正确的操作反馈和数据。MCU模块PC的仿真界面如图5一3所示:图5一3R80515调试软件

第五章USB.20接口控制芯片固件的调试及测试结果另外一个非常重要的软件是BusHuond，其工作界面如图5一4所示。图5一4BusHound软件工作界面BusHound是Persiotf公司开发的串行总线协议分析软件，可以免费下载试用版。BusHound是一个可以捕捉BUS总线数据的软件，同时还可以捕捉主机发出的各种控制信号的信息，为USB总线的调试提供一种测试的途径。5.2USB2.0协议处理层固件调试方法USB协议的调试主要是对设备枚举过程的调试，下面将对USB协议调试过程中的几个阶段性的步骤分别进行详细阐述。首先USB芯片应能够正常工作，这个阶段包括初始化MCU的各个端口、中断初始化、设置中断服务程序入口地址、初始化MCU的中断方式为低电平触发，这时PC机上会出现“未知设备类型”的USB设备，USB设备将等待端点0的中断到来
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本文编号：2871065