USB主機(jī)方式在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用

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USB主機(jī)方式在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用,   

（文章來(lái)源：電子工程網(wǎng)）

USB主控的集成能夠使嵌入式產(chǎn)品與各種低價(jià)、便捷的外部設(shè)備連接。便攜移動(dòng)設(shè)備的發(fā)展對(duì)USB 主控裝置有著越來(lái)越大的需求。從根本上來(lái)說(shuō)，USB就是PC總線的外部擴(kuò)展，PC為其提供了豐富的系統(tǒng)資源，而PC 中的Microsoft Windows 操作系統(tǒng)原本就可以支持USB。USB主控體系結(jié)構(gòu)由于系統(tǒng)資源與軟件支持成為了PC應(yīng)用中理想的解決方案，但是嵌入式系統(tǒng)中并沒有這些優(yōu)勢(shì)。

嵌入式USB主機(jī)應(yīng)用中問題主要體現(xiàn)在： 嵌入式系統(tǒng)有限的系統(tǒng)資源容量與能力； USB固件的添加會(huì)使嵌入式應(yīng)用的復(fù)雜性加大，影響嵌入式應(yīng)用及時(shí)響應(yīng)實(shí)時(shí)事件的功能； 嵌入式市場(chǎng)處理器與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)繁復(fù)，USB固件的開發(fā)與移植需要大量的時(shí)間，典型嵌入項(xiàng)目的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)過長(zhǎng)、過于艱辛。

要解決嵌入式裝置中USB主控設(shè)計(jì)復(fù)雜的問題，其中一個(gè)方法就是在USB 主端控制器中揉入U(xiǎn)SB 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U(xiǎn)SB 主控棧與器件驅(qū)動(dòng)的功能共用組件；將USB主控功能壓縮到語(yǔ)族與ANSI C兼容的API（被系統(tǒng)用來(lái)獲取USB主控制器中的USB主控功能）中。

  

U 盤是一種移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，雖然在PC領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，但是在嵌入式系統(tǒng)中的潛力卻并沒有體現(xiàn)出來(lái)。U 盤良好的通用性決定其能夠在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用，一來(lái)U 盤的使用不僅僅局限一臺(tái)主機(jī)，二來(lái)U盤是一種低價(jià)、便捷的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)媒介；最后U盤具有較好的抗震性與穩(wěn)定性，能夠在特殊環(huán)境中使用。

U盤是一種基于USB總線的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，符合USB大容量存儲(chǔ)類協(xié)議，在U 盤的內(nèi)部有USB 設(shè)備接口引擎、微控制器，兩者共同工作處理主機(jī)命令并管理存儲(chǔ)設(shè)備。

設(shè)備識(shí)別與設(shè)備枚舉的依據(jù)就是設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)描述符，當(dāng)U盤插入到主機(jī)之后，主機(jī)會(huì)要求U盤報(bào)告其標(biāo)準(zhǔn)描述符，主要涉及到的有：設(shè)備描述符（Device Descriptor），對(duì)設(shè)備的類型與子類型、版本號(hào)、協(xié)議代號(hào)等進(jìn)行定義；配置描述符（ConfigurationDescriptor）對(duì)接口的數(shù)量、設(shè)備的供電模式與供電量進(jìn)行定義；接口描述符（Interface Descriptor）；端點(diǎn)描述符（EndpointDescriptor）。

USB會(huì)在U盤插入后對(duì)其進(jìn)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(shí)別基于BULKLNLY傳輸?shù)拇笕萘看鎯?chǔ)設(shè)備，進(jìn)入BULK-LNLY 傳輸方式，對(duì)命令塊包、狀態(tài)塊包、普通數(shù)據(jù)三類數(shù)據(jù)進(jìn)行USB與U 盤之間的傳輸。

主機(jī)（基于Bulk-Only 傳輸協(xié)議）與U 盤之間的數(shù)據(jù)傳輸都是由主機(jī)發(fā)起的，主機(jī)向設(shè)備發(fā)送包含操作命令代碼的命令塊包，設(shè)備接收之后，對(duì)命令塊包進(jìn)行檢查與解讀，根據(jù)命令來(lái)進(jìn)行操作，并將執(zhí)行的狀況報(bào)告給主機(jī)。

相對(duì)于傳統(tǒng)的串行接口來(lái)說(shuō)，USB總線更加方便使用、高速穩(wěn)定、靈活快捷，受到了用戶的一致的好評(píng)與歡迎，得以迅速的發(fā)展。本文對(duì)USB 總線的特征與發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了分析，總結(jié)出了USB 總線的優(yōu)勢(shì)。在對(duì)USB 總線協(xié)議分析的基礎(chǔ)上，對(duì)USB技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，對(duì)USB 應(yīng)用模式中的USB主機(jī)的實(shí)施方案進(jìn)行了具體研究。

（責(zé)任編輯：fqj）