USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)及固件開發(fā)的綜述報(bào)告

USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)及固件開發(fā)的綜述報(bào)告USB（UniversalSerialBus）是一種高速且通用的串行總線標(biāo)準(zhǔn)，其主要特點(diǎn)是插即用，可插拔，熱插拔，并具有簡(jiǎn)單易用的通信協(xié)議。它已經(jīng)成為了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的重要組成部分，且廣泛應(yīng)用于外設(shè)的連接，如數(shù)字相機(jī)、打印機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備等。如何開發(fā)USB系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)及固件成為了計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)熱門話題。一、USB系統(tǒng)架構(gòu)USB系統(tǒng)架構(gòu)主要由USB主機(jī)控制器、USB設(shè)備控制器、連接線材、USB設(shè)備組成，其中USB設(shè)備控制器又分為USB協(xié)議控制器和USB接口控制器。1.USB主機(jī)控制器USB主機(jī)控制器是在PC或者嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的邏輯電路，它的主要作用是控制主機(jī)對(duì)USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，包括控制USB總線的帶寬、傳輸協(xié)議、以及USB設(shè)備的識(shí)別和初始化等。USB主機(jī)控制器的實(shí)現(xiàn)方式有軟件實(shí)現(xiàn)和硬件實(shí)現(xiàn)兩種方式，通常情況下，主機(jī)控制器是通過(guò)芯片組中的USB控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.USB設(shè)備控制器USB設(shè)備控制器是一種微處理器，其主要作用是控制USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算機(jī)與USB總線之間的通信協(xié)議、收集和處理其它數(shù)據(jù)。其內(nèi)部通常包含USB協(xié)議控制器和USB接口控制器兩個(gè)模塊。3.USB協(xié)議控制器USB協(xié)議控制器是USB設(shè)備控制器中非常重要的部分，其主要功能是解析和處理USB的各種傳輸協(xié)議。USB協(xié)議控制器需要對(duì)接口控制器的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)對(duì)USB消息進(jìn)行審核，以及對(duì)就緒狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)志等。4.USB接口控制器USB接口控制器通常包括接口電路和芯片邏輯控制器兩部分。它們的主要作用是將USB控制器及主機(jī)電腦的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有特定電性能和邏輯功能的內(nèi)部命令、數(shù)據(jù)和狀態(tài)信號(hào)，以保證USB總線與設(shè)備之間的傳輸速率、數(shù)據(jù)完整性等。二、USB驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)USB驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)可分為兩部分，一部分是在主機(jī)控制器中實(shí)現(xiàn)的USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，另一部分是在USB設(shè)備中實(shí)現(xiàn)的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。1.USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序是USB主機(jī)控制器用來(lái)控制USB端口的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，其主要作用是向USB總線上添加和移除USB設(shè)備，以及將數(shù)據(jù)從主機(jī)傳輸?shù)経SB設(shè)備上。開發(fā)USB主機(jī)驅(qū)動(dòng)程序最常用的方法是使用USB主機(jī)控制器芯片廠商提供的API接口。這些API接口允許開發(fā)人員通過(guò)調(diào)用簡(jiǎn)單的函數(shù)來(lái)控制主機(jī)USB端口，實(shí)現(xiàn)對(duì)USB設(shè)備的讀寫等操作。2.USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是在USB設(shè)備控制器中實(shí)現(xiàn)的，其主要作用是控制USB設(shè)備與主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。開發(fā)USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序需要了解USB協(xié)議和USB總線傳輸協(xié)議的相關(guān)知識(shí)，同時(shí)需要掌握相關(guān)的編程技巧。開發(fā)USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序最好可以使用專門的USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)工具，如芯片供應(yīng)商提供的IDE。三、USB固件開發(fā)USB設(shè)備固件包括USB設(shè)備控制器中的協(xié)議控制器和設(shè)備接口控制器。對(duì)于嵌入式系統(tǒng)設(shè)備，開發(fā)人員需要編寫相關(guān)的USB固件代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備和主機(jī)之間的通信。為了保證USB設(shè)備的兼容性和穩(wěn)定性，開發(fā)USB固件需要掌握USB協(xié)議和傳輸協(xié)議的相關(guān)知識(shí)，熟悉USB設(shè)備的接口規(guī)格，了解USB設(shè)備固件開發(fā)的技術(shù)和工具。1.USB設(shè)備協(xié)議控制器標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)USB設(shè)備協(xié)議控制器標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)是一種常用的編程工具，可以加速USB設(shè)備固件開發(fā)的過(guò)程。它提供了一種簡(jiǎn)單易用的方法來(lái)訪問(wèn)USB設(shè)備的接口和數(shù)據(jù)，同時(shí)支持多儲(chǔ)存單元的配置和管理。在固件開發(fā)過(guò)程中，開發(fā)人員可以使用USB設(shè)備協(xié)議控制器標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)來(lái)快速實(shí)現(xiàn)USB設(shè)備的初始化和配置，而無(wú)需編寫復(fù)雜的固件代碼。2.USB片上系統(tǒng)（USBSoC）USB片上系統(tǒng)是一種在單片集成電路上實(shí)現(xiàn)USB功能的解決方案，它通常包括USB協(xié)議控制器、接口控制器、儲(chǔ)存單元以及相應(yīng)的固件庫(kù)等功能。USBSoC提供了一種簡(jiǎn)單、可靠、且具有較高性價(jià)比的USB設(shè)備固件開發(fā)方案，大大簡(jiǎn)化了USB設(shè)備的集成和開發(fā)過(guò)程。四、總結(jié)隨著USB技術(shù)的不斷