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实例教您如何设计 USB 移动闪存 （1） 作者：哈尔滨工业大学 董鲜宏 许洪光 林茂六 来源：片机及嵌入式系统应用 发 布时间：2004.12.29 自从USB 规范发布以来，短短的几年中得到了极大的发展，基于 USB 接口的大 容量存储设备（USB Mass Storage）应运而生。这类设备主要有：USB 移动硬盘、 USB 外置光驱、USB 外置软驱、USB 闪存盘等。但是目前国内介绍这一方面开发的文 章并不多。结合作者实践，本文将以Philips 公司的USB控制器PDIUSBD12和Sumsung 公司的内存（Flash）K9F5608U0A 为例，介绍开发大容量存储设备的方法。 一、USB 大容量存储设备类 USB 大容量存储设备类规范包括四个独立的子类规范，即： ①USB Mass Storgage Class Control/Bulk/Interrupt(CBI)Transport; ②USB Mass Storage Class Bulk-Only Transport; ③USB Mass Storage Class ATA Command Block; ④USB Mass Stroage Class UFI Command Specification。 前两个子规范定义了数据/命令/状态在 USB 上的传输方法。Bulk-Only 传输规范仅 仅使用 Bulk 端点传送数据/命令/状态，CBI 传输规范则使用 Control/Bulk/Interrupt 三种类型的端点进行数据/命令/状态传送。后两个子规范 定义了对存储介质的操作命令。UFI 命令规范是针对 USB 移动存储而制定的，实际 上 UFI 命令格式是基于 SFF-8070i 和 SCSI-2 规范，总共定义了 19 个 12 字节长度的 操作命令。 批量单独传输在大部分的通信中使用批量传输，只有在批量端点上清除一个 Stall 状况，以及传送类别特定请求（class-specific request）时才使用控制传输。需 要注意的是，批量单独传输还支持两个特定的请求是： *Bulk Only Mass Storage Reset——重置设备； *Get Max Lun——取得设备支持的逻辑单元数目。 大容量存储类支持的设备都有不同的内部结构，控制与读取不同设备需要使用 不同的命令区块群。 二、器件简介 1. USB 控制器 PDIUSBD12 PDIUSBD12 是一个全速芯片，支持一个控制端点，以及四个额外的端点地址， 一个端点的地址可以存储 128 个字节，而双缓冲区可以存 256 个字节。该芯片完全 由软件控制，在外围设备的CPU 送来一个命令来仿真连接总线之前，芯片都是维持 与主机分离的状态。这样才能保证在开机后搜寻设备前，芯片有时间来初始化。另 外，PDIUSBD12 有一个状态输出可以连接到液晶显示器上，在建立 USB 连接时亮灯， 而数据传输时闪烁。PDIUSBD12 引脚图和逻辑框图分别如图 1、2 所示。 2. K9F5608U0A K9F5608U0A 是三星公司生产的 K9XXXXXU0A 系列闪存中的一种，32MB 容量，读写 速度快，数据保存时间长以及高达 10 万次的擦除写入寿命等优点。该芯片具有 一个八位的 I/O 端口。在 CE 为低电平时，把 WE 置低，地址、命令和数据都可通 过该端口写入。数据在 WE 的上升沿被锁存，CLE 和 ALE 分别用来控制对命令和 地址的锁存。同进 K9F5608U0A 具有较强的纠错功能，能够最大限度地保护用户 数据。其内部框图和引脚图分别如图 3、4 所示。 各引脚功能如下： I/O0～I/O7——数据输入/输出； CLE——命令锁存使能； ALE——地址锁存使能； CE——片选信号； WE——写使能； WP——定保护； GND——地输入使能额外位； R/B——准备好/忙； VCC——电源； VSS——接地； NC——悬空。 3. 硬件电路设计 USB 大容量存储设备通常使用一个 USB 接口引擎和 MCU （微控制器）一起处理主 机发送的命令，以及对存储设备进行操作。图 5 显示了一个 USB 大容量存储设备 通常采用的硬件结构。ROM 和 RAM 分别用于存储数据和程序，USB 微控制器通过