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通用串行总线(USB)具有热插拔即插即用、数据传输可靠、总线扩展方便、低成本等优点,克服了传统计算机串/并口的缺点,已经成为当今计算机必备的标准接口之一。因此为自主研发的SEP3203嵌入式微处理器提供与外部USB存储类设备的通讯支持,成为扩展该芯片应用领域的重要方式。
本文所设计的USB HOST用于自主研发的SEP3203微处理器系统,其主机控制器芯片选用Philips ISP1160。芯片外挂在SEP3203微处理器的EMI上,通过GPIO引脚向处理器发出中断信号。论文以USB协议栈为依据,分析了USB协议的原理及总体通讯结构,介绍了SEP3203微处理器和Philips ISP1160主机控制器芯片,并制定了硬件设计方案。软件上以ASIX OSⅡ实时嵌入式操作系统作为平台,采用兼容Windows的FAT文件系统作为USB主机的上层应用。通过参考Linux USB子系统,设计了通信结构中的各层次软件,并定义了相互之间的接口。然后基于USB的通讯实现过程,结合ASIX OSⅡ操作系统的特点对本设计中的任务分配方式以及数据流动过程进行了详细的分析与设计,从而实现了整个USB HOST系统。由于USB存储类设备多为采用控制传输和批量传输,基于嵌入式系统可定制性的特点,对USB系统软件进行了裁剪,简化了代码,提高了系统的数据传输件能。本研究所设计的USB HOST系统能够在以SEP3203微处理器和Philips ISP1160主机控制器为硬件平台、ASIX OSⅡ实时操作系统为软件平台的系统中和USB存储类设备(闪存)进行正常的通讯,包括USB存储类设备的插拔识别、设备枚举、驱动加载、建立目录和数据内容读写等。数据传输速度达到2.94Mbps。本系统已经应用于无纸记录仪的工程项目中,具有广阔的应用前景。