《2016-03-04_USB Disk Technic Report For DriveDev》.pdf

USB 项目技术报告 1 USB 项目技术报告 2002 年12 月 北航 frank 导读 本文介绍了在基于ARM7 的嵌入式系统上开发USB 接口的详细内容。项目使用ARM7 （MCU 处理器）和PDIUSBD12 （USB 芯片）完成了U 盘的开发。主要内容涉及USB 接口 的U 盘开发过程中所涉及的技术内容；重点介绍项目调试方法与步骤；并附上了自己在开 发此项目过程中的一些心得与体会。 文中所涉及内容有的来自互联网上的资料、所用芯片技术资料、有关协议的文档以及 他人总结的一些东西，在此不一一列举出处，希望本文能给后续做此类开发的技术人员提供 一个捷径和指引，起到抛砖引玉的作用。不足与欠妥之处，肯请指正wxjbuaa@ 。 一、项目背景 1.1 PC 接口简介 PC 中的接口有两类：串行接口和并行接口。计算机内部总线，如CPU 与存储器之间匀 采用并行接口，这样速度快；但外设却以串行接口比较占优势。 传统的打印机接口为并行接口，它实际上叫 Cetronix 标准，这种接口现在已经没有发 展了。SCSI 标准的全名是小型设备通用接口标准，其传输速率为 10M，早期的扫描仪一般 使用此接口，硬盘与主机的联接也使用这种接口。 串行接口出现最早，使用最广的RS232 接口，但其速度太慢，现在已经逐渐淘汰。USB 接口和IEEE1394 接口是两种速度比较高的串行接口，还有局域网中的以太网接口，它们具 有较广阔的发展前景和应用潜力。 USB 适用于低档外设与主机之间的高速数据传输，USB1.1 可以达到1.5Mbps 或12Mbps 的传输率，而1394 更是可达100 ／200 ／400Mbps 。USB2.0 将速度定位在480Mbps ，而IEEE 1394 也推出了1394b 1.3.1 版草案，速度从800Mbps 起步，最高可达3.2Gbps。但这两种版 本目前都还没有成熟。 局局域中用得最多的是以太网接口，速度可达 100Mbps，当使用光纤传输时，速度可 达1000Mbps。 1.2 USB 接口分析 通用串行总线(Universal Serial Bus USB ），是一种快速、灵活的总线接口。与其它通信 接口比较，USB 接口的最大特点是易于使用，这也是USB 的主要设计目标。作为一种高速 总线接口，USB 适用于多种设备，比如数码相机、MP3 播放机、高速数据采集设备等。易 于使用还表现在USB 接口支持热插拔，并且所有的配置过程都由系统自动完成，无需用户 Up-Tech frank 2002 年12 月 wxjbuaa@ USB 项目技术报告 2 干预。 USB 接口支持1.5Mb/s(低速) 、12Mb/s(全速)和高达480Mb/s(USB 2.0 规范) 的数据传输 速率，扣除用于总线状态、控制和错误监测等的数据传输，USB 的最大理论传输速率仍达 1.2Mb/s 或9.6Mb/s，远高于一般的串行总线接口。 USB 接口芯片价格低廉，一个支持 USB 1.1 规范的 USB 接口芯片价格大多在人民币 （2002 年）20～40 元之间，这也大大促进USB 设备的开发与应用。 1.3 USB 器件的选择 在进行一个USB 设备开发之前，首先要根据具体使用要求选择合适的USB 控制器。目 前，市场上供应的USB 控制器主要有两种：带USB 接口的单片机（MCU ）或纯粹的USB 接口芯片。 带USB 接口的单片机从应用上又可以分成两类，一类是从底层设计专用于USB 控制的 单片机；另一类是增加了USB 接口的普通单片机，如Cypress 公司的EZ －USB(基于8051 ）， 选择这类USB 控制器的最大好处在于开发者对系统结构和指令集非常熟悉，开发工具简单， 但对于简单或低成本系统。但价格因素也是在实际选择过程中需要考虑的因素。 纯粹的USB 接口芯