基于嵌入式操作系统的USB设备主机驱动程序的设计.pdfVIP

170 福 建 电 脑 2008年第 11期 基于嵌入式操作系统的USB设备主机驱动程序的设计 段沛沛 ．赵 明z (1．西安石油大学计算机学院，陕西 西安 710065 2．中兴通讯 陕西 西安 710065) 摘【 要】：开发uCO／S下的设备驱动程序是一项比较繁琐的工作 ，本文从具体的USB设备驱动的开发，介绍 了在uC／ OS系统下开发设备驱动程序的流程 ，并就 USB设备驱动程序 的开发细节和注意点进行具体讨论 ，最后给 出uC／OS系统下 USB设备驱动程序 的向导以及软件模型和验证思路 。 【关键词】：USB；驱动程序；uC／OS l、引言 连接 。当USB主机检测到有新设备连接到总线时，会做如下操 在今天．嵌入式操作系统 以其各 自不 同的特色广泛分布于 作： 通信、航空航天、电子消费等领域 ，它们性能卓越 、功能完备、技 ①主机会向设备发送一个总线复位信号。使设备处于默认 术成熟，使用嵌入式操作系统，可 以大大缩短产 品的开发周期， 状态。 降低开发成本。同时使产品品质提升。uC／OS就是这样一个微型 ②主机发送一个 ge．【descripror请求，来获取默认管道的最 的实时操作系统．它包括了一个操作系统最基本的一些特性 ．如 大传输子节数 任务调度、任务通信、内存管理、中断管理等 ，而且这是一个代码 ③主机为设备分配一个地址。 完全开放 的实时操作系统．简单 明了的结构和严谨 的代码风格 ． ④主机了解设备的能力。 非常适合开发人员使用 。 主机通过分析获取到的描述符 ．确定 当前主机驱动是否有 在 uC／OS一类 的微 内核操作系统中．设备驱动一般都是 由 能力支持该设备。 应用程序在内核外部实现 的。不过 ．由于不分系统空间和用户空 2．3 USB主机控制器器件简介 间，这些设备驱动程序仍在系统态执行 。从系统结构的角度看 ， ISP1161A1是一个单片通用 串行总线 (USB)主机控制器 设备驱动的实现可以有两种方式 ：一种是把特定设备的驱动做 (HC)和设备控制器(DC)。ISP1161A1的主机控制器部分符合通 成一个服务进程 ．需要访问该设备的进程 ．通过进程 问通信机制 用 串行总线 2．0规范，支持全速(12Mbit，s)和低速 (1．5Mbit／s)的 向服务进程发出请求 ，由服务进程独家代理完成对设备的操作 ： 数据传输 。ISP1161A1的设备控制器部分也符合通用 串行总线 另一种是把对设备的操作做成一组函数调用．以库函数的形式 2．0规范，支持全速(12Mbit／s)的数据传输。这两个 USB控制器 向各个进程提供设备驱动 。从设备驱动的实现方式看也有两种 ： 共用一个微处理器总线接 口．有相 同的数据总线 ．但 IO／地址不 一 种是轮询 ．另～种是中断。本文所介绍 的USB主机设备驱动 同。它们也有各 自的中断请求输 出管脚和独立 的DMA通道 ， 采用的是中断方式下的向所有进程提供库函数的实现方式 DMA通道含有各 自的DMA请求输 出管脚和 DMA应答输入管 2、USB主机工作过程及控制器器件简介 脚 这就使微处理在应用中可以同时对 USBHC和 USBDE进 USB是”通用串行总线”，它是一个外部总线标准 ，用于规范 行控制 。 电脑与外部设备的连接和通讯 3、基于 uC／OS构建 USB主机驱动程序 2．1USB规范简介 USB系统驱动程序采用分层结构模型．分别为较高级的 USB是英文 UniversalSerialBUS的缩写 ．中文含义是”通用 USB设备驱动程序和较低级的USB函数层。其中USB函数层 由 串行总线”。USB是一个外部总线标准 ．用于规范 电脑与外部 两部分组成 ：较高级的通用串行总线驱动程序模块 (USBD)和较 设备的连接和通讯 。它不是一种新 的总线标准 ．而是应用在 PC 低级的主控制器驱动程序模块 (HC