引 言

    usb移動存儲技術(shù)(u盤)把usb接口技術(shù)與flash存儲器技術(shù)結(jié)合在一起，構(gòu)成了一種快速、大容量、方便的新型數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，主要構(gòu)成有主控制器(mcu)、usb接口芯片和flash存儲器。主控制器(mcu)是系統(tǒng)的核心，負責(zé)控制各種外圍設(shè)備、實現(xiàn)各種算法、協(xié)調(diào)與主機通信；usb接口芯片負責(zé)usb通信；flash(閃爍存儲器)用來存儲數(shù)據(jù)，它決定了u盤的容量。

    1 硬件系統(tǒng)設(shè)計

    u盤設(shè)計結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。使用phil-ips公司的arm7芯片lpc2132，控制 philips的usb1.1接口芯片pdi-usbd12，處理pmc公司的128 kb串行flash存儲器作為數(shù)據(jù)存儲設(shè)備實現(xiàn)u盤。

    (1) arm處理器

    lpc2132是基于一個支持實時仿真和跟蹤的16／32位arm7tdmi-s cpu，并帶有64 kb嵌入的高速flash存儲器。lpc2132的實時仿真和跟蹤功能方便了代碼的調(diào)試，降低了開發(fā)成本。

    (2) pdiusbd12

    pdiusbd12(簡稱為“d12”)是一款性價比很高的usb器件；通常用于微控制器系統(tǒng)中實現(xiàn)與微控制器進行通信的高速通用并行接口；支持本地的dma傳輸。pdiusbd12所具有的低掛起功耗連同lazyclock輸出可以滿足使用acpi、onnow和usb電源管理的要求。低功耗可以應(yīng)用于使用usb總線供電的外設(shè)。

    (3) flash存儲器

    存儲器選用pmc公司的pm25lv010。適合低功耗和低電壓下工作的應(yīng)用場合；具有完備的數(shù)據(jù)保護功能。通過沒置芯片的狀態(tài)寄存器，可以將存儲空間的高1／4、高1／2或整片寫保護。寫使能和寫禁止指令進一步保護數(shù)據(jù)。另外還提供wp引腳用于硬件數(shù)據(jù)保護，以防止對狀態(tài)寄存器的意外修改。

    u盤電路原理如圖2所示。

    2 軟件設(shè)計

    軟件設(shè)計主要包括d12驅(qū)動、mass storage類協(xié)議和flash存儲器的讀／寫控制。

    2.1 d12驅(qū)動的實現(xiàn)

    在usb設(shè)備插入主機之前，主機對這個usb設(shè)備的情況一無所知，無法建立起通信；但usb協(xié)議規(guī)定了一些最基本的準(zhǔn)則，如每個設(shè)備的端點0都是可用的，屬于控制端點。有了這個基本的溝通途徑，主機就開始通過端點0向設(shè)備提出一些問題，這些問題是有關(guān)設(shè)備基本情況的。這些基本情況可以反映usb設(shè)備所屬的類別及子類，反映配置情況、接口情況和端點情況；一旦得知了這些信息，主機就大體了解了這個設(shè)備是個什么樣的設(shè)備，按照usb協(xié)議中的相應(yīng)規(guī)定，就逐步建立起了一條介于設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)通道，用于數(shù)據(jù)的傳輸。主機向設(shè)備提出的這些問題實際上就是usb協(xié)議中規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)清求，設(shè)備必須對這些問題進行回答；而回答的方式就是向主機傳送相應(yīng)的描述符，即設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點描述符。

    為了使軟件可移植性強、易維護，采用分層的方法編寫pdiusbd12的驅(qū)動程序。usb驅(qū)動程序分層結(jié)構(gòu)如表1所列。

    ① 硬件提取層(d12hal.c)包含最底層的函數(shù)。

    ② d12命令接口(d12ci.c)實現(xiàn)pdiusbd12的命令接口以簡化器件的編程。該層的函數(shù)及其功能如下：

    ◇讀取芯片id號，uint16 d12_readchipid(void)；

    ◇設(shè)置地址／使能，void d12_setaddressenable(uint8 baddress，uint8 benable)；

    ◇設(shè)置端點使能，void d12_setendpointenable(uint8 benable)；

    ◇設(shè)置模式，void d12_setmode(uint8 bconfig，uint8bclkdiv)。

    ③ 協(xié)議層(chap_9.c)處理標(biāo)準(zhǔn)的usb設(shè)備請求，以及特殊的廠商請求，如dma等。usb