根据ARM的嵌入式的USB接口规划

跟着嵌入式体系的广泛运用，各种小型终端需求开宣布与外界联络的USB接口。现在，常用的技能有两种。根据单片机的USB接口，特色是需求外置芯片，电路杂乱，留下的CPU资源不多；根据ARM的USB接口，特色是资源丰厚，但ARM系列产品较多，假如选型不妥，还需求搭接较多的外围电路，且不能很好地发挥CPU功用。
USB(Universal Serial Bus)是通用串行总线的缩写，因其具有便利易用，动态分配带宽，容错性优胜和高性价比等特色，现已成为计算机的干流接口。
该规划选用三星公司ARM9核的S3C2440A芯片作为CPU，因为该芯片内部集成了操控USB的一切部件，外围电路简略，易于完结。
1 S3C2440A特色
S3C2440A的CPU部分首要集成了电源模块、复位和时钟模块、触摸屏和小键盘模块、程序存储器和数据存储器模块。一起供给如下丰厚的外围接口：同步存储器(SDRAM)和NAND FLASH操控接口，可扩展到1 GB的存储的空间；4个DMA通道和24个中止端口；能操控STN LCD和TFT液晶屏显现，支撑触摸屏功；USB接口A型和B型各一个；3个串行口、I2C，SPI，I2S等接口；带AC97音频接口；具有SD卡、数码相机接口和网络接口。

S3C2440A还具有多种作业形式，管脚为17×17方型散布，横向从左1到右17编号，纵向从下A到上U编号，分类为A1～A17，B1～B17， C1～C17依此类推到U1～U17。这些管脚所对应的功用并不是专一的，一般只要使能改变，S3C2440A就能完结不同的操控功用。该规划涉及到的 S3C2440A，其管脚如表1所示分为3类。

2．2 串口电路
串口在该规划中的作用是经过计算机加载USB驱动程序，原理如图2所示。

2．3 电源电路
因为S3C2440A芯片的管脚对电压提出了不同要求，所以需求完结电源的变压，其原理如图3所示。

3 驱动程序的研讨
按USB接口，其设备结构可分为USB Host(主机)和USB Device(外部设备)。USB主机操控USB设备进行通讯，而主机与主机之间，或USB设备与USB设备之间是不能通讯的。
3．1 USB主机
USB主机的功用一般包含以下几个部分：验证USB设备是否安插好或拔除；操控USB主机与设备两者中的数据流；回来USB主机的所显状况。
USB体系软件由以下3个部分组成：主机操控器驱动(HCD)、USB驱动(USBD)、主机软件(Host Software)。主机操控器所具有的功用如表2所示。HCD和USBD包含根据不同笼统层次的软件接口，两者以必定的方法协同完结使命，用以完结 USB体系的功用。它们的使命不同没有详细界说，但是HCD要具有的一项功用便是有必要支撑多种不同主机操控器芯片。在一些操作体系中，当体系有必要完结某些基本功用时，可由Host Software完结。

3．2 USB传输类型
USB界说了4种传送类型：操控传送、同步传送、中止传送、批传送。其间，操控传送是指牢靠的、非周期性的、突发的，并由主机客户软件所建议的通讯，首要运用于操控指令和状况信息的传送；同步传送是指在主机和设备之间周期性的、接连的通讯，一般用于传送时实信息，这种类型保留了将时刻概念包含于数据的才能，但传送并不必定很紧迫；中止传送是指少数数据的、低速的、周期的传送；批传送是指非周期的、很多的、牢靠的传送，其典型运用在于传送那些能够运用带宽的数据。
3．3 USB设备恳求
USB设备应经过缺省操控管道(Default Control Pipe)呼应来自主机的恳求指令。这些恳求是经过运用操控传输来完结的。恳求及恳求的参数经过Setup包发向设备，由主机担任设置Setup包内的每个域的值。USB设备恳求包含的恳求类型有三种：规范、厂商和设备类。规范恳求用来完结设备的枚举进程；厂商恳求用来完结运用者自己界说的恳求；设备类恳求指的是某些特定的USB设备类所传输出的恳求，例如打印机类就归于这一类。设备恳求要求有严厉的界说，包含的内容有类型、设备恳求、值、索引和长度。
3．4 USB驱动程序结构
S3C2440A芯片支撑USB1．1协议和USB 2．0协议。该规划是针对USB Host(主机，A型)，并根据USB 1．1协议编写的。程序结构和数据传输的流向如图4所示。

驱动程序的编写首要分为以下几个部分考虑：硬件提取层、中止服务程序、规范设备恳求和主循环。硬件提取层完结的是S3C2440A对I／O端口直接的读写操作；中止服务程序处理各种中止，包含总线使命上的恳求；规范设备恳求完结主机送来的各种规范恳求，用于完结各种枚举恳求；而主循环则担任完结前台的数据收集等作业，一切的使命完毕后都要回到主循环上去。
4 结 语
该规划选用三星公司ARM9的S3C2440A芯片作为CPU，比本来根据单片机的形式，外围电路简略，简单牢靠地完结嵌入式终端的USB接口功用。在调试中，用到的嵌入式开发板GEC2440A套件还供给了串口东西DNW。用这一东西能够检测驱动程序的正确与否，如：程序编写无误，则DNW串口会提示 “USB IS CONNECT”。因为S3C2440A芯片功用丰厚，如处理器可进步运算速度，LCD可人机交互，网口可衔接因特网，所以开宣布的嵌入式终端不但可提高全体功用，还为日后的运用奠定了根底。