usb磁盘设计报告

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1、USB磁盘设计报告(初版试行)杨文斌2006年5月12日一、总则本文介绍了在基于MCS51的嵌入式系统上开发USB接口的详细内容。项目使用MCS51（MCU处理器）和PDIUSBD12（USB芯片）完成了U盘的开发。主要内容涉及USB接口的U盘开发过程中所涉及的技术内容；重点介绍项目调试方法与步骤；二、项目主要组成部分1)PDIUSBD12（USB芯片）a)端点是USB中一个独特的概念，它是一个可以与USBHost交换数据的硬件单元。USBHost与USB设备之间都是通过端点来传输数据的，端点是桥梁和纽带，不同的端点其传输数据的能力不同，适于不同的

2、应用场合。PDIUSBD12的端点适用于不同类型的设备，例如图像打印机、海量存储器和通信设备。端点可通过SetMode命令配置为4种不同的模式，分别为：模式0Non-ISO模式：非同步传输模式1ISO-OUT模式：同步输出传输模式2ISO-IN模式：同步输入传输模式3ISO-IO模式：同步输入输出传输b)端点2叫做主端点，它在有些方面是比较特别的，它是进行吞吐大数据的主要端点，同样地它执行主机的特性以减轻传输大数据的任务：1双缓冲，允许USB与本地CPU之间的并行读写操作，这样就增加了数据的吞吐量。缓冲区切换是自动处理的。这导致了透明的缓冲区操作。

3、2支持DMA直接存储器访问操作，可以和对其它端点的正常I/O操作交叉进行。3缓冲区的最大信息包长度较其它端点大。4可配置为同步传输或非同步批量和中断传输2)MassStorage协议a)USB协议能够在启动或是当设备插入系统时对设备进行备置，这就是USB设备为什么可以执插拨的原因。USB设备被分成以下几类：显示器（Monitors）、通讯设备（Communicationdevices）、音频设备（Audio）、人机输入（Humaninput）、海量存储（Massstorage）。特定类（class）的设备又可划分成子类（subclass）。每个设备

4、可以有一个或多个配置（Configuration），配置用于定义设备的功能。如果某个设备有几种不同的功能，则每个功能都需要一个配置。配置（configuration）是接口（interface）的集合。接口指定设备中的哪些硬件与USB交换数据。每一个与USB交换数据的硬件就叫做一个端点（endpoint）。因此，接口是端点的集合。USB的设备类别定义（USBDeviceClassDefinitions）定义特定类或子类中的设备需要提供的缺省配置、接口和端点。描述符（descriptor）描述设备、配置、接口或端点的一般信息，下图为USB描述符的层次

5、结构。a)USB海量存储设备（USBMassStorageClass）包括GeneralMassStorageSubclass、CD-ROM、Tape、SolidState。MassStorageClass只需要支持一个接口，即数据（Data）接口，选择缺省配置时此接口即被激活。数据接口允许与设备之间进行数据传输，它提供三个端点：BulkInput端点、BulkOutput端点和中断端点。b)通用海量存储设备（GeneralMassStorageDevice）是随机存取、基于块／扇区存储的设备。它只能存储和取回来自CPU的数据。这种设备的接口遵循S

6、CSI-2标准的直接存取存储设备（DirectAccessStorageDevice）协议。USB设置上的介质使用与SCSI－2设备相同的逻辑块（logicalblocks）方式寻址。c)下面介绍基于BulkOnly（批量传输）模式的MassStorage设备的描述符。每个USB设备都必须有一个设备描述符。MassStroage设备的设备类型和子类代码均在接口描述符中设置，这里置0。其中iSerialNumber可为零，即不指定SerialNumber。配置描述符如下图，第4字节处的接口数应为1。设置应至少支持一个接口，这里为Bulk－OnlyDa

7、ta接口，此接口使用三个端点：控制端点（默认）、Bulk－In和Bulk－Out。其中bInterfaceSubClass指定所使用的工业标准命令块，bInterfaceProtocol为所使用的传输协议，其定义见后。由于控制端点为每个设备都使用的缺省端点，因此不需要定义，只要定义Bulk－In和Bulk－Out两个端点，其端点描述符如下：1)Bulk－Only传输协议a)设备插入到USB后，USB即对设备进行搜索，并要求设备提供相应的描述符。在USBHost得到上述描述符后，即完成了设备的配置，识别出为Bulk－Only的MassStorage设

8、备，然后即进入Bulk－Only传输方式。在此方式下，USB与设备间的所有数据均通过Bulk－In和Bulk－Out来进行