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外部总线与外设接口作为嵌入式系统的重要组成部分,对整个系统的功能有着十分重要的影响。传统的外部总线与外设接口存在占用资源多、设备接入量少、不支持热插拔等缺点,在嵌入式系统中的应用有着较大的限制。USB总线融合了数据处理与通信技术,具有功能强大、应用范围广、实现成本低等特性,在嵌入式系统中得到了越来越广泛的应用。
本论文主要研究嵌入式USB主机的设计,包括硬件设计、调度器设计、虚拟根HUB驱动设计等相关方面的内容。
首先,以采用ARM内核的XSBase评估板为硬件平台,选用ISP1760为USB2.0主机控制器芯片,设计了嵌入式USB主机的硬件部分,包括中央处理器PXA255与ISP1760的接口设计与ISP1760的外围电路设计两个部分。
然后,在分析EHCI规范、嵌入式USB主机传输调度机制及ISP1760工作机制的基础上,研究了嵌入式usB主机控制器的缓冲区管理机制、调度器及中断处理程序的设计,并讨论了USB2.0系统对全速/低速传输的分离处理。作为一种外部总线,USB提供设备与系统主机的通信接口,USB主机管理各类USB设备及USB传输,调度器的设计是USB主机控制器驱动的主要部分。
最后,在分析HUB的设备枚举机制的基础上,讨论了ISP1760虚拟根HUB驱动的设计。