【摘要】： USB接口具有使用方便,數(shù)據(jù)傳輸率高,支持即插即用等特點(diǎn)。但由于USB接口協(xié)議復(fù)雜,涉及的方面廣,特別是軟件種類多,USB芯片種類繁多,使得USB設(shè)備的開發(fā)十分困難。然而隨著USB應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴(kuò)大,人們對于USB的期望也越來越高,希望USB能應(yīng)用在各種計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中,尤其是能應(yīng)用在移動(dòng)數(shù)據(jù)領(lǐng)域中,能通過一些移動(dòng)設(shè)備直接和USB外設(shè)通信,使USB能應(yīng)用在沒有PC的領(lǐng)域中。如何將USB應(yīng)用到嵌入式領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)USB的點(diǎn)對點(diǎn)通訊,成為目前USB研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。 本論文以實(shí)現(xiàn)任意波發(fā)生器具有USB主口的功能為目的,以ADS1.2/Embest為軟件開發(fā)環(huán)境,采用Hynix的HMS30C7202作為主控芯片,采用Cypress的SL811HS作為USB控制芯片。 (1)研究分析了USB1.1協(xié)議;在研究USB體系結(jié)構(gòu)、USB總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、USB總線的物理接口、USB系統(tǒng)的邏輯分層和USB總線數(shù)據(jù)通信流等基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)對USB1.1協(xié)議層進(jìn)行了分析研究。 (2)系統(tǒng)地分析了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)流程,研究設(shè)計(jì)了任意波發(fā)生器中USB主口設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)。分析了干擾因素,并從元器件的選擇、對外部電磁輻射進(jìn)行屏蔽、晶振電路穩(wěn)定性和PCB板這四個(gè)方面,分別采取了抗干擾措施,保證了系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。 (3)進(jìn)行了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),研究分析了Bulk-Only傳輸協(xié)議、SCSI命令集和FAT文件系統(tǒng)的構(gòu)建。該系統(tǒng)完成了USB主機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)程序、核心驅(qū)動(dòng)程序以及用戶軟件的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的枚舉、配置等功能;系統(tǒng)支持Mass Storage類協(xié)議,建立了與文件系統(tǒng)的接口,通過發(fā)送SCSI命令實(shí)現(xiàn)了U盤文件的讀取。 論文研究開發(fā)了嵌入式系統(tǒng)中USB主口,實(shí)現(xiàn)了嵌入式USB主機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)建,在任意波發(fā)生器的控制面板上增加USB主機(jī)的功能,實(shí)現(xiàn)了對存儲(chǔ)在U盤里的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對于開發(fā)嵌入式USB主機(jī),使USB的應(yīng)用脫離PC機(jī)具有重要意義和實(shí)用推廣價(jià)值。
【圖文】：

連連是指 USB 設(shè)備與主機(jī)之間進(jìn)行連接和通信的操作，的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：USB 設(shè)備與主機(jī)之間的各種連接方式；層次關(guān)系：根據(jù)性能疊置，USB 的任務(wù)被分配到系統(tǒng)的流模式：描述了數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中通過 USB 從產(chǎn)生方到使用 的調(diào)度：USB 提供了一個(gè)共享的連接。對可以使用的傳輸，并且避免的優(yōu)先級判別的開銷。備主要分為集線器和功能部件。只有集線器可以提供更多主機(jī)提供了具體的功能。

PC 機(jī)就是主機(jī)和根Hub，用戶可以將外設(shè)或附加的Hub 與之相連，這些附加的Hub 可以連接另外的外設(shè)以及下層Hub。USB 支持最多5 個(gè)Hub 層以及127 個(gè)外設(shè)。圖2-2 描述了USB 的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[26]，從中可以看出每一段的連接都是點(diǎn)對點(diǎn)的。圖 2-2 總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.2-2 Bus Topology2.3 USB 總線的物理接口2.3.1 USB 的電氣特性USB 總線由 VBUS（USB 電源）、D+(數(shù)據(jù))、D-(數(shù)據(jù))和 GND(USB 地)4 根線組成[1]，用以傳送信號(hào)和提供電源。信號(hào)線[27]的特性阻抗為 90Ω，而信號(hào)是利用差模方式送入信號(hào)線的，利用這種差模傳輸方式，接收端的靈敏度可以達(dá)到不低于 200mV。線纜的最大長度不超過 5m，如圖 2-3 所示，USB1.1 的傳輸速率最高為 12Mb/s（低速外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)速率為 1.5 Mb/s，高速外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)速率為 12 Mb/s）。圖 2-3 USB 的電纜Fig.2-3 USB Cable低速模式需要更少的 EMI（Electro Magnetic Interference
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TP368.11

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林斌;張金飛;楊欣;;基于SL811HS芯片實(shí)現(xiàn)對U盤通信[J];電腦與電信;2008年05期

2 李吉祥,宋清昆;嵌入式系統(tǒng)中USB的應(yīng)用[J];信息技術(shù);2005年09期

3 何定洲;孫永榮;劉建業(yè);李榮冰;;USB接口在嵌入式系統(tǒng)中的開發(fā)和應(yīng)用[J];中國科技信息;2005年24期

4 蔣志迪;劉尉悅;李福翠;;USB數(shù)據(jù)傳輸中緩沖結(jié)構(gòu)的硬件實(shí)現(xiàn)[J];寧波大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版);2007年01期

5 吳永康;張東;楊承照;;54M無線網(wǎng)絡(luò)適配器在嵌入式系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用[J];電子技術(shù);2007年Z1期

6 許濟(jì)金;;基于USB閃存盤的嵌入式系統(tǒng)存儲(chǔ)器擴(kuò)展設(shè)計(jì)[J];三明學(xué)院學(xué)報(bào);2010年02期

7 李麗宏;郝志剛;;嵌入式Linux的USB驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年11期

8 謝德山;鄧中亮;;嵌入式系統(tǒng)中USB主控制器驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)[J];微處理機(jī);2006年04期

9 龍振興;余松煜;陳立;;基于USB-JTAG接口轉(zhuǎn)換的嵌入式系統(tǒng)Flash編程[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年11期

10 胡曉宏;解成俊;;基于嵌入式系統(tǒng)的USB(HID)設(shè)備設(shè)計(jì)[J];微計(jì)算機(jī)信息;2009年17期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 杜宇;李可;;嵌入式設(shè)備USB驅(qū)動(dòng)及固件程序設(shè)計(jì)[A];山東省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2005年信息技術(shù)與信息化研討會(huì)論文集（二）[C];2005年

2 陳福;周樹杰;林小竹;楊躍翔;;應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的研究[A];2004全國測控、計(jì)量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊）[C];2004年

3 孫柏林;;從“自成系統(tǒng)”到“嵌為一體”——軍用嵌入式系統(tǒng)漫談[A];04'中國企業(yè)自動(dòng)化和信息化建設(shè)論壇暨中南六省區(qū)自動(dòng)化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2004年

4 馮斌;張恩軍;隗娜;;基于嵌入式系統(tǒng)的無線監(jiān)控終端研究[A];2006電力系統(tǒng)自動(dòng)化學(xué)術(shù)交流研討大會(huì)論文集[C];2006年

5 劉樹鑫;曹云東;侯春光;劉曉明;;嵌入式系統(tǒng)在斷路器智能控制中的應(yīng)用[A];第一屆電器裝備及其智能化學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

6 朱芳;章堅(jiān)武;;基于網(wǎng)絡(luò)處理器的VoIP網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[A];浙江省電子學(xué)會(huì)第七次會(huì)員代表大會(huì)暨2007學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

7 董治華;張林銳;劉亮;;基于智能壓力變送器的嵌入式檢測系統(tǒng)研究[A];第十九屆測控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

8 李光先;陸陽;;應(yīng)用UC/OS-Ⅱ設(shè)計(jì)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)軟件[A];全國第13屆計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)（CAD/CG）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

9 梁磊;洪永強(qiáng);;基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)[A];福建省科協(xié)第四屆學(xué)術(shù)年會(huì)提升福建制造業(yè)競爭力的戰(zhàn)略思考專題學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

10 爾賓;虞小偉;吳強(qiáng);劉明亮;;基于實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的多媒體播放器設(shè)計(jì)[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上冊）[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 ;軟件行業(yè)嵌入式系統(tǒng)分會(huì)成立[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2004年

2 龔炳錚;嵌入式系統(tǒng)大有作為[N];中國石油報(bào);2003年

3 記者 王曉濤;物聯(lián)網(wǎng)勿求中心和終端兩全其美[N];中國經(jīng)濟(jì)導(dǎo)報(bào);2010年

4 艾文;國產(chǎn)嵌入式系統(tǒng)重視二次開發(fā)[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2001年

5 ;微軟嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中心正式成立[N];人民郵電;2008年

6 朱挺;中國嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟成立[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2008年

7 本報(bào)記者　 凡曉芝;微軟嵌入式系統(tǒng)大賽中國學(xué)生創(chuàng)佳績[N];計(jì)算機(jī)世界;2006年

8 周晨;中國嵌入式工程師搶手[N];科技日報(bào);2007年

9 ;有了VSPWorks嵌入式系統(tǒng)進(jìn)通信[N];中國計(jì)算機(jī)報(bào);2002年

10 郭淳學(xué);嵌入式系統(tǒng)是嵌入式軟件與IC發(fā)展基礎(chǔ)[N];中國電子報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 程國達(dá);嵌入式系統(tǒng)的硬/軟件協(xié)同設(shè)計(jì)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2003年

2 趙國冬;嵌入式系統(tǒng)彈性應(yīng)對方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

3 陳文智;Pcanel——基于模型驅(qū)動(dòng)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺(tái)[D];浙江大學(xué);2005年

4 郭軍;基于Petri網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)高層級設(shè)計(jì)方法與技術(shù)研究[D];西北大學(xué);2007年

5 劉大亮;一種球形移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)分析與控制技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2009年

6 丁喜波;電容式濕度傳感器測試方法與測試系統(tǒng)研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2005年

7 吳剛;對低功耗進(jìn)程調(diào)度算法的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

8 張付祥;創(chuàng)傷手指康復(fù)機(jī)械手系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

9 王學(xué)影;關(guān)節(jié)臂式坐標(biāo)測量機(jī)系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2008年

10 丁治國;RFID關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張徐生;便攜式測振儀的研制[D];華北電力大學(xué)（河北）;2006年

2 賈惠彬;基于20-20系列交換機(jī)的USB總線研究與驅(qū)動(dòng)開發(fā)[D];河北大學(xué);2006年

3 閔信余;基于USB主機(jī)結(jié)構(gòu)的數(shù)字錄音技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

4 姜巍;基于USB的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2005年

5 郝艷杰;嵌入式Web服務(wù)器的USB主機(jī)接口技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2006年

6 刁修慧;嵌入式系統(tǒng)中USB主口的開發(fā)[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2008年

7 丁帥;基于Linux的嵌入式智能控制器平臺(tái)的研究開發(fā)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2005年

8 石功磊;嵌入式USB網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用[D];武漢理工大學(xué);2006年

9 張鵬;利用嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)存儲(chǔ)[D];武漢大學(xué);2004年

10 蘇曉翔;非接觸找平系統(tǒng)及基于USB技術(shù)的CAN分析儀設(shè)計(jì)[D];南京理工大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：2684387