嵌入式USB通信.doc

USB通信 一、实验目的 了解44B0处理器的USB的工作原理。 二、实验内容 阅读芯片手册，编写44B0的USB程序，结合USB电缆，使PC机能检测USB设备,产生中断。 三、预备知识 1．用ARM ADS1.2集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。 2．ARM应用程序的框架结构。 3．PHILIP PDIUSBD12 USB 芯片的使用方法。 四、实验设备及工具 硬件：ARM嵌入式开发板、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentumn100以 上、串口线 软件：PC机操作系统win98、Win2000或WinXP、ARM ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、PHILIP PDIUSBD12 USB 芯片的使用方法 五、实验原理 USB接口 1．USB概述 Intel公司开发的通用串行总线架构(USB)的目的主要基于以下3方面考虑： (1)计算机与电话之间的连接。显然用计算机来进行计算机通信将是下一代计算机的基本应用。机器和人的数据交流互动需要一个广泛而又便宜的连通网络。然而，由于目前产业间的相互独立发展，尚未建立统一标准，而USB则可以广泛地连接计算机和电话。 (2)易用性。众所周知，PC机的改装是极不灵活的。对用户友好的图形化接口和一些软硬件机制的结合，加上新一代总线结构使得计算机的冲突大量减少，且易于改装。但以终端用户的眼光来看，PC机的输入／输出，如串行／并行端口、键盘、鼠标、操纵杆接口等，均还没有达到即插即用的特性，USB正是在这种情况下问世的。 (3)端口扩充。外围设备的添加总是被相当有限的端口数目限制着。缺少一个双向、价廉、与外设连接的中低速的总线，限制了外围设备(诸如电话／电传／调制解调器的适配器、扫描仪、键盘、PDA)的开发。现有的连接只可对极少设备进行优化，对于PC机的新的功能部件的添加需定义一个新的接口来满足上述需要。USB于是应运而生，它是快速、双向、同步、动态连接且价格低廉的串行接口，可以满足PC机发展的现在和未来的需要。 设计USB的目标就是使不同厂家所生产的设备可以在一个开放的体系下广泛地使用。该规范改进了便携商务或家用电脑的现有体系结构，进而为系统生产商和外设开发商提供了足够的空间来创造多功能的产品和开发广阔的市场，而不必使用陈旧的接口，害怕失去兼容性。 USB的工业标准是对PC机现有体系结构的扩充。USB的设计主要遵循以下几个准则： ◆ 易于扩充多个外围设备： ◆ 价格低廉，且支持12M比特率的数据传输： ◆ 对声音音频和压缩视频等实时数据的充分支持； ◆ 协议灵活，综合了同步和异步数据传输： ◆ 兼容了不同设备的技术； ◆ 综合了不同PC机的结构和体系特点； ◆ 提供一个标准接口，广泛接纳各种设备； ◆ 赋予PC机新的功能，使之可以接纳许多新设备。 2．USB的特色 USB的规范能针对不同的性能价格比要求提供不同的选择，以满足不同的系统和部件及相应不同的功能。其主要特色可归结为以下几点： ● 终端用户的易用性 ● 为接缆和连接头提供了单一模型； ● 电气特性与用户无关； ● 自我检测外设，自动地进行设备驱动、设置； ● 动态连接，动态重置外设。 ◆ 广泛的应用性 ● 适应不同设备，传输速率从几千比特率到几十兆比特率； ● 在同一线上支持同步、异步两种传输模式； ● 支持对多个设备的同时操作； ● 可同时操作127个物理设备； ● 在主机和设备之间可以传输多个数据和信息流； ● 支持多功能的设备： ● 禾谰低层协议，提高了总线利用率。 ◆ 同步传输带宽 ● 确定的带宽和低延迟适合电话系统和音频的应用： ● 同步工作可以利用整个总线带宽。 ◆ 灵活性 ● 提供一系列大小的数据包，允许对设备缓冲器大小进行选择； ● 通过指定数据缓冲区大小和执行时间，支持各种数据传输率； ● 通过协议对数据流进行缓冲处理。 ◆ 健壮性 ● 使用差分的驱动接收和防护，以保证信号完整性： ● 在数据和控制信息上加了循环冗余码(CRC)； ● 对装卸的检测和系统级资源的设置； ● 对丢失或损坏的数据包暂停传输、利用协议自我恢复； ● 对数据流进行控制，以保证同步信号和硬件缓冲管理的安全： ● 数据和控制通道的建立，使功能部件的相互不利的影响独立开，消除了负作用。 ◆ 与PC产业