基于20-20系列交換機(jī)的USB總線研究與驅(qū)動(dòng)開發(fā)
發(fā)布時(shí)間:2022-07-19 16:25
數(shù)字程控交換機(jī)好比一臺(tái)電腦,它可以寄托于電腦上的超級(jí)終端而獨(dú)立地運(yùn)行工作。當(dāng)對(duì)交換機(jī)進(jìn)行程序控制和數(shù)據(jù)庫(kù)處理時(shí),在交換機(jī)和PC機(jī)之間相互拷貝數(shù)據(jù)的唯一方式是軟盤,而軟盤容量小、存取速度慢、很容易損壞。作為USB存儲(chǔ)設(shè)備的U盤(也稱優(yōu)盤、閃盤)是一種可移動(dòng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具,具有容量大、讀寫速度快、體積小、攜帶方便等特點(diǎn)。為了緩解當(dāng)前唯一依賴軟盤向交換機(jī)拷貝數(shù)據(jù)的形式,河北遠(yuǎn)東哈里斯通信有限公司新設(shè)計(jì)的20-20系列交換機(jī)新CPU(GCPU/NCPU)硬件主板上提供了一個(gè)USB接口,但是20-20軟件系統(tǒng)并沒有USB設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。本論文介紹了USB總線的發(fā)展歷史、USB總線的特點(diǎn)和USB總線的技術(shù)規(guī)范,同時(shí)給出了USB系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)和邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),詳細(xì)地論述了USB總線數(shù)據(jù)通信的協(xié)議層規(guī)范。設(shè)備驅(qū)動(dòng)是與操作系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)緊密相連的,本文分析了20-20系列交換機(jī)CPU板的硬件結(jié)構(gòu),研究了20-20系統(tǒng)所用的嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核機(jī)制、內(nèi)存管理、中斷、文件系統(tǒng)以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)。在充分分析了Linux USB驅(qū)動(dòng)部分和20-20系統(tǒng)內(nèi)核設(shè)備驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)之上,提出了基于20-20系統(tǒng)的U盤驅(qū)動(dòng)軟件結(jié)構(gòu),并進(jìn)...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
第1章 緒論
1.1 課題的提出及意義
1.2 USB 總線概述
1.2.1 USB 總線的發(fā)展歷史
1.2.2 USB 總線的特點(diǎn)
1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容和意義
1.4 本章小結(jié)
第2章 深入理解USB 總線
2.1 USB 總線的技術(shù)規(guī)范
2.1.1 USB 基本規(guī)范
2.1.2 USB 設(shè)備類規(guī)范
2.1.3 USB 主機(jī)控制器規(guī)范
2.2 USB 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述
2.2.1 USB 系統(tǒng)構(gòu)成
2.2.2 USB 系統(tǒng)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.3 USB 總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議層
2.3.1 域(Field)
2.3.1.1 同步域
2.3.1.2 標(biāo)識(shí)域(PID)
2.3.1.3 地址域
2.3.1.4 端點(diǎn)域
2.3.1.5 幀號(hào)域
2.3.1.6 循環(huán)冗余校驗(yàn)域
2.3.2 包(Packet)
2.3.2.1 令牌包
2.3.2.2 數(shù)據(jù)包
2.3.2.3 握手包
2.4 事務(wù)傳輸類型
2.4.1 控制傳輸
2.4.2 批量傳輸
2.4.3 中斷傳輸
2.4.4 實(shí)時(shí)傳輸
2.5 本章小結(jié)
第3章 20-20 系統(tǒng)下 USB 系統(tǒng)概述
3.1 CPU 板簡(jiǎn)介
3.2 南橋芯片組 USB 相關(guān)部分簡(jiǎn)介
3.3 20-20 系統(tǒng)下USB 驅(qū)動(dòng)模式分析
3.3.1 20-20 交換機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介
3.3.2 20-20 系統(tǒng)下設(shè)備驅(qū)動(dòng)模式
3.4 本章小結(jié)
第4章 USB 主機(jī)端軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 UHCI 層的實(shí)現(xiàn)
4.1.1 UHCI 實(shí)現(xiàn)的功能
4.1.2 UHCI 層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
4.1.2.1 幀列表
4.1.2.2 傳輸描述符
4.1.2.3 隊(duì)列頭
4.1.3 初始化
4.1.3.1 設(shè)置主機(jī)控制器的 PCI 寄存器和分配 PCI 資源
4.1.3.2 初始化傳輸框架
4.1.4 數(shù)據(jù)傳輸處理的實(shí)現(xiàn)
4.1.4.1 提交 Control URB
4.1.4.2 提交 Bulk URB
4.1.5 中斷處理
4.2 USB 核心驅(qū)動(dòng)層的實(shí)現(xiàn)
4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備命令
4.2.2 USB 設(shè)備描述符
4.2.2.1 設(shè)備描述符
4.2.2.2 配置描述符
4.2.2.3 接口描述符
4.2.2.4 端點(diǎn)描述符
4.2.3 對(duì)設(shè)備的枚舉
4.3 USB MASS STORAGE 類設(shè)備驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 Bulk-only 傳輸協(xié)議
4.3.1.1 命令、數(shù)據(jù)、狀態(tài)傳輸?shù)幕拘问?br> 4.3.1.2 單批量傳輸下設(shè)備類命令
4.3.1.3 數(shù)據(jù)傳輸?shù)臈l件
4.3.2 Bulk-only 傳輸協(xié)議的實(shí)現(xiàn)
4.4 Root Hub 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.5 與文件系統(tǒng)接口層設(shè)計(jì)
4.5.1 20-20 系統(tǒng)文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介
4.5.2 工業(yè)命令控制塊簡(jiǎn)介
4.5.2.1 SCSI 命令基本格式
4.5.2.2 ATAPI 命令集基本格式
4.5.3 與20-20 系統(tǒng)文件接口分析與實(shí)現(xiàn)
4.5.4 與文件系統(tǒng)接口的實(shí)現(xiàn)
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1:縮寫對(duì)照表
附錄2:主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
碩士論文
[1]基于ARM的嵌入式系統(tǒng)研究及USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[D]. 李繼偉.西安電子科技大學(xué) 2005
[2]基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)QNX的USB協(xié)議棧的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 羅彬.四川大學(xué) 2004
[3]USB接口技術(shù)與應(yīng)用研究[D]. 李春彪.南京理工大學(xué) 2004
[4]通用串行總線USB研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 楊平中.西安電子科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3663751
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
第1章 緒論
1.1 課題的提出及意義
1.2 USB 總線概述
1.2.1 USB 總線的發(fā)展歷史
1.2.2 USB 總線的特點(diǎn)
1.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容和意義
1.4 本章小結(jié)
第2章 深入理解USB 總線
2.1 USB 總線的技術(shù)規(guī)范
2.1.1 USB 基本規(guī)范
2.1.2 USB 設(shè)備類規(guī)范
2.1.3 USB 主機(jī)控制器規(guī)范
2.2 USB 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述
2.2.1 USB 系統(tǒng)構(gòu)成
2.2.2 USB 系統(tǒng)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.3 USB 總線數(shù)據(jù)通信協(xié)議層
2.3.1 域(Field)
2.3.1.1 同步域
2.3.1.2 標(biāo)識(shí)域(PID)
2.3.1.3 地址域
2.3.1.4 端點(diǎn)域
2.3.1.5 幀號(hào)域
2.3.1.6 循環(huán)冗余校驗(yàn)域
2.3.2 包(Packet)
2.3.2.1 令牌包
2.3.2.2 數(shù)據(jù)包
2.3.2.3 握手包
2.4 事務(wù)傳輸類型
2.4.1 控制傳輸
2.4.2 批量傳輸
2.4.3 中斷傳輸
2.4.4 實(shí)時(shí)傳輸
2.5 本章小結(jié)
第3章 20-20 系統(tǒng)下 USB 系統(tǒng)概述
3.1 CPU 板簡(jiǎn)介
3.2 南橋芯片組 USB 相關(guān)部分簡(jiǎn)介
3.3 20-20 系統(tǒng)下USB 驅(qū)動(dòng)模式分析
3.3.1 20-20 交換機(jī)嵌入式操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介
3.3.2 20-20 系統(tǒng)下設(shè)備驅(qū)動(dòng)模式
3.4 本章小結(jié)
第4章 USB 主機(jī)端軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
4.1 UHCI 層的實(shí)現(xiàn)
4.1.1 UHCI 實(shí)現(xiàn)的功能
4.1.2 UHCI 層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
4.1.2.1 幀列表
4.1.2.2 傳輸描述符
4.1.2.3 隊(duì)列頭
4.1.3 初始化
4.1.3.1 設(shè)置主機(jī)控制器的 PCI 寄存器和分配 PCI 資源
4.1.3.2 初始化傳輸框架
4.1.4 數(shù)據(jù)傳輸處理的實(shí)現(xiàn)
4.1.4.1 提交 Control URB
4.1.4.2 提交 Bulk URB
4.1.5 中斷處理
4.2 USB 核心驅(qū)動(dòng)層的實(shí)現(xiàn)
4.2.1 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備命令
4.2.2 USB 設(shè)備描述符
4.2.2.1 設(shè)備描述符
4.2.2.2 配置描述符
4.2.2.3 接口描述符
4.2.2.4 端點(diǎn)描述符
4.2.3 對(duì)設(shè)備的枚舉
4.3 USB MASS STORAGE 類設(shè)備驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
4.3.1 Bulk-only 傳輸協(xié)議
4.3.1.1 命令、數(shù)據(jù)、狀態(tài)傳輸?shù)幕拘问?br> 4.3.1.2 單批量傳輸下設(shè)備類命令
4.3.1.3 數(shù)據(jù)傳輸?shù)臈l件
4.3.2 Bulk-only 傳輸協(xié)議的實(shí)現(xiàn)
4.4 Root Hub 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
4.5 與文件系統(tǒng)接口層設(shè)計(jì)
4.5.1 20-20 系統(tǒng)文件系統(tǒng)簡(jiǎn)介
4.5.2 工業(yè)命令控制塊簡(jiǎn)介
4.5.2.1 SCSI 命令基本格式
4.5.2.2 ATAPI 命令集基本格式
4.5.3 與20-20 系統(tǒng)文件接口分析與實(shí)現(xiàn)
4.5.4 與文件系統(tǒng)接口的實(shí)現(xiàn)
4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)及展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄1:縮寫對(duì)照表
附錄2:主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
碩士論文
[1]基于ARM的嵌入式系統(tǒng)研究及USB驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)[D]. 李繼偉.西安電子科技大學(xué) 2005
[2]基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)QNX的USB協(xié)議棧的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 羅彬.四川大學(xué) 2004
[3]USB接口技術(shù)與應(yīng)用研究[D]. 李春彪.南京理工大學(xué) 2004
[4]通用串行總線USB研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 楊平中.西安電子科技大學(xué) 2004
本文編號(hào):3663751
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