基于20-20系列交换机的USB总线研究与驱动开发
发布时间：2022-07-19 16:25
数字程控交换机好比一台电脑,它可以寄托于电脑上的超级终端而独立地运行工作。当对交换机进行程序控制和数据库处理时,在交换机和PC机之间相互拷贝数据的唯一方式是软盘,而软盘容量小、存取速度慢、很容易损坏。作为USB存储设备的U盘（也称优盘、闪盘）是一种可移动的数据存储工具,具有容量大、读写速度快、体积小、携带方便等特点。为了缓解当前唯一依赖软盘向交换机拷贝数据的形式,河北远东哈里斯通信有限公司新设计的20-20系列交换机新CPU（GCPU/NCPU）硬件主板上提供了一个USB接口,但是20-20软件系统并没有USB设备的驱动程序。本论文介绍了USB总线的发展历史、USB总线的特点和USB总线的技术规范,同时给出了USB系统的物理结构和逻辑拓扑结构,详细地论述了USB总线数据通信的协议层规范。设备驱动是与操作系统内核态紧密相连的,本文分析了20-20系列交换机CPU板的硬件结构,研究了20-20系统所用的嵌入式操作系统的内核机制、内存管理、中断、文件系统以及设备驱动。在充分分析了Linux USB驱动部分和20-20系统内核设备驱动的基础之上,提出了基于20-20系统的U盘驱动软件结构,并进...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 课题的提出及意义
1.2 USB 总线概述
1.2.1 USB 总线的发展历史
1.2.2 USB 总线的特点
1.3 课题的主要研究内容和意义
1.4 本章小结
第2章 深入理解USB 总线
2.1 USB 总线的技术规范
2.1.1 USB 基本规范
2.1.2 USB 设备类规范
2.1.3 USB 主机控制器规范
2.2 USB 系统结构概述
2.2.1 USB 系统构成
2.2.2 USB 系统的逻辑拓扑结构
2.3 USB 总线数据通信协议层
2.3.1 域(Field)
2.3.1.1 同步域
2.3.1.2 标识域(PID)
2.3.1.3 地址域
2.3.1.4 端点域
2.3.1.5 帧号域
2.3.1.6 循环冗余校验域
2.3.2 包(Packet)
2.3.2.1 令牌包
2.3.2.2 数据包
2.3.2.3 握手包
2.4 事务传输类型
2.4.1 控制传输
2.4.2 批量传输
2.4.3 中断传输
2.4.4 实时传输
2.5 本章小结
第3章 20-20 系统下 USB 系统概述
3.1 CPU 板简介
3.2 南桥芯片组 USB 相关部分简介
3.3 20-20 系统下USB 驱动模式分析
3.3.1 20-20 交换机嵌入式操作系统简介
3.3.2 20-20 系统下设备驱动模式
3.4 本章小结
第4章 USB 主机端软件的设计与实现
4.1 UHCI 层的实现
4.1.1 UHCI 实现的功能
4.1.2 UHCI 层的数据结构
4.1.2.1 帧列表
4.1.2.2 传输描述符
4.1.2.3 队列头
4.1.3 初始化
4.1.3.1 设置主机控制器的 PCI 寄存器和分配 PCI 资源
4.1.3.2 初始化传输框架
4.1.4 数据传输处理的实现
4.1.4.1 提交 Control URB
4.1.4.2 提交 Bulk URB
4.1.5 中断处理
4.2 USB 核心驱动层的实现
4.2.1 标准设备命令
4.2.2 USB 设备描述符
4.2.2.1 设备描述符
4.2.2.2 配置描述符
4.2.2.3 接口描述符
4.2.2.4 端点描述符
4.2.3 对设备的枚举
4.3 USB MASS STORAGE 类设备驱动的实现
4.3.1 Bulk-only 传输协议
4.3.1.1 命令、数据、状态传输的基本形式
4.3.1.2 单批量传输下设备类命令
4.3.1.3 数据传输的条件
4.3.2 Bulk-only 传输协议的实现
4.4 Root Hub 驱动设计
4.5 与文件系统接口层设计
4.5.1 20-20 系统文件系统简介
4.5.2 工业命令控制块简介
4.5.2.1 SCSI 命令基本格式
4.5.2.2 ATAPI 命令集基本格式
4.5.3 与20-20 系统文件接口分析与实现
4.5.4 与文件系统接口的实现
4.6 本章小结
第5章 总结及展望
参考文献
致谢
附录1:缩写对照表
附录2:主要数据结构简介
【参考文献】：
硕士论文
[1]基于ARM的嵌入式系统研究及USB驱动程序设计[D]. 李继伟.西安电子科技大学 2005
[2]基于实时操作系统QNX的USB协议栈的设计和实现[D]. 罗彬.四川大学 2004
[3]USB接口技术与应用研究[D]. 李春彪.南京理工大学 2004
[4]通用串行总线USB研究及实现[D]. 杨平中.西安电子科技大学 2004
本文编号：3663751
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第1章 绪论
1.1 课题的提出及意义
1.2 USB 总线概述
1.2.1 USB 总线的发展历史
1.2.2 USB 总线的特点
1.3 课题的主要研究内容和意义
1.4 本章小结
第2章 深入理解USB 总线
2.1 USB 总线的技术规范
2.1.1 USB 基本规范
2.1.2 USB 设备类规范
2.1.3 USB 主机控制器规范
2.2 USB 系统结构概述
2.2.1 USB 系统构成
2.2.2 USB 系统的逻辑拓扑结构
2.3 USB 总线数据通信协议层
2.3.1 域(Field)
2.3.1.1 同步域
2.3.1.2 标识域(PID)
2.3.1.3 地址域
2.3.1.4 端点域
2.3.1.5 帧号域
2.3.1.6 循环冗余校验域
2.3.2 包(Packet)
2.3.2.1 令牌包
2.3.2.2 数据包
2.3.2.3 握手包
2.4 事务传输类型
2.4.1 控制传输
2.4.2 批量传输
2.4.3 中断传输
2.4.4 实时传输
2.5 本章小结
第3章 20-20 系统下 USB 系统概述
3.1 CPU 板简介
3.2 南桥芯片组 USB 相关部分简介
3.3 20-20 系统下USB 驱动模式分析
3.3.1 20-20 交换机嵌入式操作系统简介
3.3.2 20-20 系统下设备驱动模式
3.4 本章小结
第4章 USB 主机端软件的设计与实现
4.1 UHCI 层的实现
4.1.1 UHCI 实现的功能
4.1.2 UHCI 层的数据结构
4.1.2.1 帧列表
4.1.2.2 传输描述符
4.1.2.3 队列头
4.1.3 初始化
4.1.3.1 设置主机控制器的 PCI 寄存器和分配 PCI 资源
4.1.3.2 初始化传输框架
4.1.4 数据传输处理的实现
4.1.4.1 提交 Control URB
4.1.4.2 提交 Bulk URB
4.1.5 中断处理
4.2 USB 核心驱动层的实现
4.2.1 标准设备命令
4.2.2 USB 设备描述符
4.2.2.1 设备描述符
4.2.2.2 配置描述符
4.2.2.3 接口描述符
4.2.2.4 端点描述符
4.2.3 对设备的枚举
4.3 USB MASS STORAGE 类设备驱动的实现
4.3.1 Bulk-only 传输协议
4.3.1.1 命令、数据、状态传输的基本形式
4.3.1.2 单批量传输下设备类命令
4.3.1.3 数据传输的条件
4.3.2 Bulk-only 传输协议的实现
4.4 Root Hub 驱动设计
4.5 与文件系统接口层设计
4.5.1 20-20 系统文件系统简介
4.5.2 工业命令控制块简介
4.5.2.1 SCSI 命令基本格式
4.5.2.2 ATAPI 命令集基本格式
4.5.3 与20-20 系统文件接口分析与实现
4.5.4 与文件系统接口的实现
4.6 本章小结
第5章 总结及展望
参考文献
致谢
附录1:缩写对照表
附录2:主要数据结构简介
【参考文献】：
硕士论文
[1]基于ARM的嵌入式系统研究及USB驱动程序设计[D]. 李继伟.西安电子科技大学 2005
[2]基于实时操作系统QNX的USB协议栈的设计和实现[D]. 罗彬.四川大学 2004
[3]USB接口技术与应用研究[D]. 李春彪.南京理工大学 2004
[4]通用串行总线USB研究及实现[D]. 杨平中.西安电子科技大学 2004
本文编号：3663751
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/3663751.html
