【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。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)用在各種計算機(jī)領(lǐng)域中,尤其是能應(yīng)用在移動數(shù)據(jù)領(lǐng)域中,能通過一些移動設(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,實現(xiàn)USB的點對點通訊,成為目前USB研究領(lǐng)域的熱點。 本論文以實現(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)計了任意波發(fā)生器中USB主口設(shè)計的硬件系統(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,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)動程序、核心驅(qū)動程序以及用戶軟件的設(shè)計,實現(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,實現(xiàn)了對存儲在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)具有重要意義和實用推廣價值。
【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Hub 層以及127 個外設(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對點的。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]，用以傳送信號和提供電源。信號線[27]的特性阻抗為 90Ω，而信號是利用差模方式送入信號線的，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】：TP368.11

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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

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8 周晨;中國嵌入式工程師搶手[N];科技日報;2007年

9 ;有了VSPWorks嵌入式系統(tǒng)進(jìn)通信[N];中國計算機(jī)報;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;2008年

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本文編號：2684387