基于Linux下USB主機(jī)接口設(shè)計(jì)

3．2 注冊(cè)和注銷(xiāo)
USB驅(qū)動(dòng)程序注冊(cè)，就是把在初始化函數(shù)中填好的use_driver結(jié)構(gòu)作為參數(shù)傳遞給use_register()函數(shù)即可，函數(shù)的調(diào)用方法為：result =usb_register(skel_driver)；當(dāng)要從系統(tǒng)卸載驅(qū)動(dòng)程序時(shí)，也是將use_driver結(jié)構(gòu)作為參數(shù)傳遞給usb_deregister函數(shù)處理。函數(shù)的調(diào)用格式為：

當(dāng)USB設(shè)備插入時(shí)，為了使linux-hotplug系統(tǒng)自動(dòng)裝載驅(qū)動(dòng)程序，需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)MODULE_DEVICE_TABLE。核心代碼如下(這個(gè)模塊僅支持某一特定設(shè)備)：

3．3 probe()函數(shù)
probe()函數(shù)的編寫(xiě)格式為：static void*skel_probe(struct usb_device*dev，unsigned int ifnum，const struct usb_device_id* id)；驅(qū)動(dòng)程序需要確認(rèn)插入的設(shè)備是否可以被接收，如果不接收，或者在初始化的過(guò)程中發(fā)生任何錯(cuò)誤，probe()函數(shù)返回一個(gè)NULL值。否則返回一個(gè)含有設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序狀態(tài)的指針，通過(guò)這個(gè)指針，就可以訪(fǎng)問(wèn)所有結(jié)構(gòu)中的回調(diào)函數(shù)。
在驅(qū)動(dòng)程序里，最后一點(diǎn)是要注冊(cè)devfs(設(shè)備文件系統(tǒng))。首先創(chuàng)建一個(gè)緩沖用來(lái)保存那些被發(fā)送給USB設(shè)備的數(shù)據(jù)和那些從設(shè)備上接收的數(shù)據(jù)，并為設(shè)備傳輸創(chuàng)建一個(gè)USB請(qǐng)求塊(URB)以向設(shè)備寫(xiě)入數(shù)據(jù)，同時(shí)USB urb被初始化，然后在devfs子系統(tǒng)中注冊(cè)設(shè)備，允許devfs用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)USB的設(shè)備。注冊(cè)過(guò)程如下：

如果devfs_register函數(shù)失敗，devfs子系統(tǒng)會(huì)將此情況報(bào)告給用戶(hù)。如果設(shè)備從USB總線(xiàn)拔掉，設(shè)備指針會(huì)調(diào)用disconnect函數(shù)。驅(qū)動(dòng)程序就需要清除那些被分配了的所有私有數(shù)據(jù)，關(guān)閉urbs，并且從devfs上注銷(xiāo)調(diào)自己。
3．4 open()，write()和read()函數(shù)
首先，要打開(kāi)此設(shè)備。在open()函數(shù)中MODULE_INC_USE_COUNT宏是一個(gè)關(guān)鍵，它起到一個(gè)計(jì)數(shù)的作用，有一個(gè)用戶(hù)態(tài)程序打開(kāi)一個(gè)設(shè)備，計(jì)數(shù)器就加1。read()函數(shù)首先從open()函數(shù)中保存的fi。write()函數(shù)和read()函數(shù)是完成驅(qū)動(dòng)對(duì)讀寫(xiě)等操作的響應(yīng)。在skel write中，一個(gè)FLL_BULK_URB函數(shù)，就完成了urb系統(tǒng)callbak和的skel_write_bulk_callback之間的聯(lián)系。read函數(shù)與write函數(shù)稍有不同在于：程序并沒(méi)有用urb將數(shù)據(jù)從設(shè)備傳送到驅(qū)動(dòng)程序，而是用usb_bulk_msg函數(shù)代替，這個(gè)函數(shù)能夠不需要?jiǎng)?chuàng)建urbs和操作urb函數(shù)的情況下，來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)給設(shè)備，或者從設(shè)備來(lái)接收數(shù)據(jù)。調(diào)用usb_bulk_msg函數(shù)并傳到一個(gè)存儲(chǔ)空間，用來(lái)緩沖和放置驅(qū)動(dòng)收到的數(shù)據(jù)，若沒(méi)有收到數(shù)據(jù)表示失敗并返回一個(gè)錯(cuò)誤信息。usb_bulk_msg函數(shù)，當(dāng)對(duì)USB設(shè)備進(jìn)行一次讀或者寫(xiě)時(shí)，usb_bulk_msg函數(shù)是非常有用的；然而，當(dāng)需要連續(xù)地對(duì)設(shè)備進(jìn)行讀／寫(xiě)時(shí)，應(yīng)建立一個(gè)自己的urbs，同時(shí)將urbs提交給USB子系統(tǒng)。
MOD_DEC_USE_COUNT宏也會(huì)被調(diào)用到，首先確認(rèn)當(dāng)前是否有其他的程序正在訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)設(shè)備，如果是最后一個(gè)用戶(hù)在使用，可以關(guān)閉任何正在發(fā)生的寫(xiě)，操作如下：

USB設(shè)備可以在任何時(shí)間點(diǎn)從系統(tǒng)中取走，即使程序目前正在訪(fǎng)問(wèn)它。USB驅(qū)動(dòng)程序必須要能夠很好地處理解決此問(wèn)題，它需要能夠切斷任何當(dāng)前的讀寫(xiě)，同時(shí)通知用戶(hù)空間程序：USB設(shè)備已經(jīng)被取走。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)，該系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠，傳輸速度快且具有極低的誤碼率。利用邏輯分析儀和Bus Hound軟件進(jìn)行相應(yīng)的邏輯功能分析，USB主機(jī)與設(shè)備之間可以正常通信。因?yàn)檎麄€(gè)電路主要應(yīng)用于稱(chēng)重系統(tǒng)，所以著重測(cè)試了控制傳輸和批量傳輸這兩種數(shù)據(jù)傳輸方式。批量傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到1 Mb／s，這是傳輸帶寬的限制和數(shù)據(jù)包中冗余信息的存在所導(dǎo)致的?？傮w來(lái)講，1 Mb／s的傳輸速率還是令人滿(mǎn)意的。

5 結(jié)束語(yǔ)
本系統(tǒng)以AT91SAM7X256單片機(jī)為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用SL811HS／T主控器件，實(shí)現(xiàn)了USB主機(jī)端口的擴(kuò)展，使稱(chēng)重設(shè)備中同時(shí)具有USB設(shè)備端和主機(jī)端口，因此，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，實(shí)現(xiàn)稱(chēng)重設(shè)備數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)升級(jí)的可靠、快捷，適合工礦企業(yè)特殊環(huán)境下設(shè)備數(shù)據(jù)的更新，便于對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)。并在稱(chēng)重系統(tǒng)中引入U(xiǎn)SB主機(jī)端口具有非常實(shí)用的特點(diǎn)。因此，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有很好的應(yīng)用前景。