USB協(xié)議分析儀在USB調(diào)試中的應(yīng)用

1、USB協(xié)議分析儀在實際USB連通中的作用在現(xiàn)代電子設(shè)備中，越來越多的使用USB接口，不僅因為其使用方便，即插即拔，更因為其價格低廉，協(xié)議開放，而廣泛使用在各種電子設(shè)備上，并且已經(jīng)發(fā)展為不可缺少的一種接口形式。但USB接口的開發(fā)過程中，對于工程師來說還是會遇到這樣或那樣的問題，如何提高調(diào)試效率，縮短研發(fā)周期，就需要一種調(diào)試測試工具USB協(xié)議分析儀。USB協(xié)議分析儀USB協(xié)議分析儀是協(xié)議層的分析工具，是測試設(shè)備的一種。對于USB這種高速串行總線來說，僅僅進行物理層測試是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，由于在高低電平中寓含著豐富的指令，傳遞著大量信息。所以對于USB傳輸協(xié)議就需要專用的USB協(xié)議分析儀來分析測試，USB

2、協(xié)議分析儀是按照標(biāo)準(zhǔn)的USB協(xié)議來分解數(shù)據(jù)，將包含有用信息的數(shù)據(jù)提取出來，并解釋這些數(shù)據(jù)的含義。隨著設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)速度的不斷提高，越來越多的高速串行總線被使用，如SATA、SAS、Ethernet、FC等等，這些高速串行總線也同樣有其協(xié)議分析工具。為了讓讀者更好的了解USB協(xié)議分析儀的功能與用途，本文列舉一個調(diào)試USB通信的小例子。實驗環(huán)境如圖所示，左側(cè)計算機安裝USB協(xié)議分析儀軟件，加上USB協(xié)議分析儀主機構(gòu)成USB協(xié)議分析系統(tǒng)。DE2實驗板作為USB設(shè)備，右側(cè)計算機安裝應(yīng)用程序?qū)E2進行操作。我們主要關(guān)心安裝有應(yīng)用程序的計算機與DE2實驗板之間的USB通信是否正常，并且希望了解這個通信

3、過程是怎樣完成的。DE2實驗板是教學(xué)過程中使用的開發(fā)板，針對USB通信接口部分有一片接口控制芯片，可通過加載固件程序控制USB數(shù)據(jù)傳輸，對于USB開發(fā)工程師來說，編寫固件程序是實現(xiàn)USB通信的重要部分，但很難驗證固件程序是否正確，是否按照工程師的意愿執(zhí)行。在PC端安裝有應(yīng)用程序控制實現(xiàn)哪些功能，是在設(shè)備底層還需要編寫驅(qū)動程序，確?？蓪崿F(xiàn)USB通信，在生產(chǎn)研發(fā)中，驅(qū)動程序部分和應(yīng)用程序部分大多由軟件工程師完成，所以USB協(xié)議分析儀是硬件工程師和軟件工程師都需要的測試設(shè)備。USB協(xié)議分析儀是按照USB協(xié)議，將總線上的信號翻譯成數(shù)據(jù)，再將數(shù)據(jù)逐層解析，分析其傳輸數(shù)據(jù)的含義。在這個過程中，可將USB傳

4、輸過程中的錯誤明確的指示出來，用戶可根據(jù)上下文關(guān)系找到問題所在。1 / 5分析過程在本實驗中，如圖所示，PC端應(yīng)用程序的主要功能是：按下ADD鍵，給DE2發(fā)送加1的指令，顯示在DE2實驗板的液晶顯示屏上；按下CLEAR鍵，給設(shè)備發(fā)送清零的指令，DE2實驗板的液晶顯示屏上的顯示為00；通過這個簡單的應(yīng)用程序，我們可以了解實驗板上USB固件程序，計算機上USB驅(qū)動程序是否可以正確工作。如圖所示，在應(yīng)用程序的源程序中，點擊ADD，發(fā)送的數(shù)據(jù)為“AA AB AC AD AE AF A0 A1”，這個就是我們要在USB通信過程中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。傳輸了這一組數(shù)據(jù)也就表示傳輸了ADD指令。點擊ADD鍵發(fā)送的

5、指令數(shù)據(jù)：AA AB AC AD AE AF A0 A1下面，我們用Ex200來捕獲發(fā)送的ADD指令數(shù)據(jù)以及其前后過程。分析捕捉到的數(shù)據(jù)搜索到DATA0，DATA1數(shù)據(jù)包內(nèi)容皆為“AA AB AC AD AE AF A0 A1”，與源代碼一致。如圖所示，為DATA0數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。我們每次按下ADD控件，就可以捕獲到這一組數(shù)據(jù)，這說明USB通信沒有問題，可以進行下一步的大數(shù)據(jù)量傳輸與通信。又如圖所示，在應(yīng)用程序的源程序中，點擊CLEAR，發(fā)送的數(shù)據(jù)為“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，這個就是我們要在USB通信過程中需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。傳輸了這一組數(shù)據(jù)也就表示傳輸了CLEAR指令。：

6、點擊CLEAR鍵發(fā)送的指令數(shù)據(jù)：55 55 5C 5D 5E 5F 50 51 我們用Ex200來捕獲發(fā)送的CLEAR指令數(shù)據(jù)以及其前后過程。分析捕捉到的數(shù)據(jù)搜索到DATA0，DATA1數(shù)據(jù)包內(nèi)容皆為“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，與源代碼一致。如圖所示，為DATA0數(shù)據(jù)包的內(nèi)容。我們每次按下CLEAR控件，就可以捕獲到這一組數(shù)據(jù)。另外，USB協(xié)議分析儀是一種很好的學(xué)習(xí)USB協(xié)議的工具，如圖所示，通過USB協(xié)議分析儀可分析并了解USB設(shè)備枚舉過程，在教學(xué)中可以生動地說明USB通信傳輸過程，在實際研發(fā)中，也可提高效率，縮短開發(fā)周期。小結(jié)USB協(xié)議分析儀是在USB開發(fā)過程中必不可少的工具，在研發(fā)過程中起到事半功倍的效果，隨著USB通信接口的廣泛使用，USB協(xié)議分析儀也會成為更普及的測試儀器。經(jīng)過一段時間的發(fā)展，USB協(xié)議分析儀也趨于成熟，主機體積更加小巧，不需要外加電源即可工作，軟件界面更加人性