嵌入式系統(tǒng)中USB控制的Host/Slave模式的應(yīng)用

引言

目前，USB 設(shè)備產(chǎn)品的應(yīng)用非常廣泛，但市場(chǎng)上能夠提供Host/Slave兩種模式的USB控制芯片并不多，本系統(tǒng)采用CYPRESS公司的SL811HST芯片作為USB接口的控制芯片，實(shí)現(xiàn)Host/Slave兩種工作模式。

系統(tǒng)介紹

本系統(tǒng)是以三星公司的S3C44B0X為嵌入式處理器，mClinux為操作系統(tǒng)的專用PDA，通過無線方式實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信，同時(shí)也可通過USB接口直接控制USB打印機(jī)輸出。其中USB控制芯片采用CYPRESS公司的SL811HST芯片，它有兩種工作模式Host/Slave。模式的改變是由該芯片M/S腳的電平值決定，其值可以通過軟件設(shè)置來改變。當(dāng)置M/S腳為低電平時(shí)，它是Host模式，可以直接控制打印機(jī)；當(dāng)置M/S腳為高電平時(shí)，它是Slave模式，可以下載PC的最新資料，同時(shí)可對(duì)PDA充電電池充電。

硬件設(shè)計(jì)

三星公司的S3C44B0X是一款專為手持設(shè)備和通用設(shè)備而設(shè)計(jì)的，16/32位RISC 結(jié)構(gòu)的嵌入式處理器。

CYPRESS公司的SL811HST是嵌入式的USB 主機(jī)或外設(shè)接口控制器。其基本功能如下：

1) 支持USB 1.1 的全速和低速設(shè)備；

2) 虛擬的外部總線，使得僅需占用和外接CPU 的1 根地址線A0，數(shù)據(jù)線為8位；

3) 16 個(gè)內(nèi)部寄存器，可以對(duì)USB Host 進(jìn)行充分的控制；內(nèi)部多達(dá)256 字節(jié)的RAM，為USB 傳輸建立了足夠的緩沖區(qū)；

4) 操作電壓為3.3V，但是I/O 端口為5V Tolerant，因此可以自由地和5V 或3.3V 的CPU 系統(tǒng)連接；

5) 可接12MHz 或48MHz外置晶振，對(duì)其操作通過16個(gè)寄存器來完成。

GPE5是Host/Slave模式控制管腳，它同時(shí)同步控制USB接口的負(fù)載方式。GPE4口可以監(jiān)視USB接口上是否有主USB設(shè)備插入，如果有，VUSB為高電平；沒有則為低電平。GPE3口用于顯示USB設(shè)備是否處于就緒或相應(yīng)的Host/Slave模式工作狀態(tài)

軟件設(shè)計(jì)

在Linux操作系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)程序的加載方式為：

1) 將驅(qū)動(dòng)程序作為可加載的模塊(Module)，在系統(tǒng)超級(jí)用戶(Root)權(quán)限下使用insmod命令動(dòng)態(tài)加載，使之成為系統(tǒng)核心的一部分。對(duì)于USB 設(shè)備而言，由于可熱插拔，一般采用模塊化的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

2) 將設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的源代碼加進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)核，編譯移植到嵌入式系統(tǒng)，系統(tǒng)啟動(dòng)后將自動(dòng)加載驅(qū)動(dòng)。USB 協(xié)議棧程序一般采用這種方法加入內(nèi)核，進(jìn)而產(chǎn)生一個(gè)叫做“USB 核心”的子系統(tǒng)。這個(gè)子系統(tǒng)提供了許多數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、宏定義、功能函數(shù)和應(yīng)用程序接口(API)來對(duì)硬件或設(shè)備進(jìn)行支持。