采用單片無操作系統(tǒng)的 USB 主機(jī)控制器接口設(shè)計(jì)

3.3 HCD 的數(shù)據(jù)管理

HCD 的主要功能是完成對(duì)HC 的驅(qū)動(dòng)，包括對(duì)主機(jī)控制器的硬件初始化和控制管理， 并與HC 合作完成USB 各種事務(wù)處理。它將各種要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)TD 鏈入相應(yīng)的ED 并啟動(dòng) HC 進(jìn)行傳輸，HC 把接收的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的TD，HCD 則將這些結(jié)果返回給USBD 層，此 外HCD 還完成對(duì)HC 的配置和驅(qū)動(dòng)等操作。由于對(duì)可重用性考慮和便于對(duì)HC 的管理，首 先定義了一個(gè)OHCI 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過這個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來對(duì)主機(jī)控制器和各種傳輸類型的數(shù)據(jù) 進(jìn)行管理。該結(jié)構(gòu)體具體如下：

typedef struct ohci{

struct root_hub rh;//根集線器的結(jié)構(gòu)體

struct ohci_hcca *hcca;//HCCA 結(jié)構(gòu)體

struct ohci_regs *regs;//OHCI 操作寄存器結(jié)構(gòu)體

struct usb_device *dev;//USB 設(shè)備

U32 hc_control;//控制寄存器的copy

int ohci_int_load[32]; //32 個(gè)中斷鏈?zhǔn)褂?/span>

ed_t *ed_rm_list[2]; //指向移除的ED 鏈

ed_t *ed_bulktail; //批量傳輸ED 的鏈尾

ed_t *ed_controltail; //控制傳輸ED 的鏈尾

U32 status;//HC 工作狀態(tài)

}ohci_t;

OHCI 規(guī)范中定義了4 個(gè)鏈表：控制傳輸數(shù)據(jù)鏈表，批量傳輸數(shù)據(jù)鏈表，完成數(shù)據(jù)鏈表 和周期性數(shù)據(jù)鏈表，其中除了完成數(shù)據(jù)鏈表是一維鏈表外，其他的鏈表都是二維鏈表(如圖 2 所示)，主要由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)TD 和ED 組成。主機(jī)控制器硬件通過寄存器訪問每個(gè)鏈表來得到相關(guān)的USB 數(shù)據(jù)包，并將其發(fā)送到USB 總線上。主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序則根據(jù)實(shí)際的數(shù)據(jù)傳 輸需要，構(gòu)建相應(yīng)的ED 并將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)為TD 格式，所有的同類型ED 被連接在一起， 而TD 表述才是最終要在USB 總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，同時(shí)屬于同一個(gè)USB 設(shè)備端點(diǎn)的TD 被鏈接在一起，并掛在相應(yīng)的ED 上。

當(dāng)主機(jī)控制器完成鏈接在相關(guān)鏈表上的TD 后，會(huì)將該TD 從相應(yīng)的鏈表上取下，并鏈 接到完成數(shù)據(jù)鏈表上。主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序則通過對(duì)該鏈表的訪問來獲得已經(jīng)傳輸完成的數(shù) 據(jù)包。此時(shí)HCD 可以將這些返回的數(shù)據(jù)放入到相應(yīng)的URB 中，由USBD 向上層傳輸。

4 試驗(yàn)實(shí)例

由USBD 層初始化URB 結(jié)構(gòu)，并通過HCD 的接口函數(shù)ohci_submit_urb()傳遞給HCD 層。通過在S3C2410 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)表明主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序能夠很好的向USBD 層提 供服務(wù)并管理HC。

5 結(jié)束語

主機(jī)控制器是USB 主機(jī)系統(tǒng)的硬件核心,主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)則是USB 系統(tǒng)軟件的最底層實(shí) 現(xiàn)。依據(jù)在USB 協(xié)議底層的主機(jī)開發(fā)的實(shí)踐,詳細(xì)介紹了基于OHCI 的主機(jī)控制器的接口規(guī) 范,列舉了所構(gòu)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及接口函數(shù),實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立于操作系統(tǒng)的HCD。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)中OHCI 的主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)，對(duì)整個(gè)USB 協(xié)議棧采 用模塊化分層設(shè)計(jì)，開發(fā)的HCD 獨(dú)立于操作系統(tǒng)，適合于無系統(tǒng)的單片USB 主機(jī)。