基于S3C2410+μC/OSⅡ的USB接口设计与研究

论文摘要

随着计算机通信技术的高速发展,通用串行总线(USB)以其高速、支持多种传输类型、即插即用、易扩充等优点已经成为计算机上的标准配置接口,是实现外部设备与计算机通信采用的常用方式。该系统是为与计算机主机进行大量数据通信的USB设备而设计的,USB总线系统设计的难点在于USB固化的设计。USB总线支持即插即用的功能,因此每次USB设备插入USB总线,USB主机都要对USB进行配置,USB设备的固化需要实时对USB主机的访问进行响应,从而实现即插即用的功能。所以本文讨论的重点是USB设备固化的设计。本文首先介绍USB总线、USB控制器(S3C2410内置)和操作系统uC/OS_II的概念,并阐述了设备中前后台系统与带有uC/OS_II系统的概念。其次详细介绍了在前后台系统和在uC/OS_II系统下的USB固化程序设计。在前后台系统中详细介绍了不同通道数和DMA方式下的数据传输。在uC/OS_II操作系统下以DMA为传输方式设计单缓冲区和双缓冲区两种方案。并通过厂商请求实现了对设备的控制命令传输。最后讨论了上述设计的调试和验证,将10幅640X480BMP格式的图片通过USB总线下载到LCD上并显示出来,以此来证明本接口设计的正确性和可靠性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 一 绪论
• 1.1 USB 接口简介
• 1.1.1 USB 系统结构
• 1.1.2 USB 接口的端点和通道
• 1.1.3 USB 数据传输
• 1.2 前后台系统与μC/OS-II 系统概述
• 1.2.1 前后台系统
• 1.2.2 μC/OS-II 系统
• 1.3 USB 控制器与S3C2410 内置的USB 控制器
• 1.3.1 USB 控制器简介
• 1.3.1.1 串行接口引擎（SIE）
• 1.3.1.2 数据缓冲区
• 1.3.1.3 寄存器
• 1.3.2 S3C2410 内置的USB 控制器简介
• 1.4 论文选题的意义和主要工作
• 二、固化程序设计
• 2.1 初始化
• 2.1.1 USB 设备特殊寄存器初始化
• 2.1.1.1 时钟控制寄存器的设置
• 2.1.1.2 USB 相关的引脚控制寄存器的设置
• 2.1.1.3 对端点的配置
• 2.1.2 中断初始化
• 2.1.2.1 无操作系统下的中断初始化
• 2.1.2.2 带μC/OS-II 操作系统下的中断初始化
• 2.1.3 描述符初始化
• 2.2 USB 设备连接的实现
• 2.3 块传输设计
• 2.3.1 单通道传输
• 2.3.2 双通道传输
• 2.3.3 DMA 方式传输
• 2.4 命令控制设计
• 三、μC/OS-II 下的实现
• 3.1 单缓冲区设计方案
• 3.1.1 任务和内存的安排
• 3.1.2 信号量的安排
• 3.1.3 中断的处理
• 3.2 双缓冲区设计方案
• 3.3 防止传输数据堵塞的解决方法
• 四、调试方法及测试结果
• 4.1 调试方法
• 4.2 调试结果
• 五、总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文