USB Host介绍与使用
4页1、USB Host介绍与使用一 几个名词的含义 USB device: 从硬件角度看就是一个带有usb client控制器的设备;从软件角度看,就是一个挂在usb总线上的一个普通意义上的设备,只不过它们的驱动是基于host驱动之上的。 USB host:USB主设备,可以从另外一个USB device中取得数据,包括USB host控制器和USB host协议。与USB device或USB slave相对应。USB client:从硬件角度看就是指USB client 控制器,从软件角度看,就是指USB client协议,与USB host协议相对应。USB OTG:On The Go,正在进行中的意思,也就是可以直接传输,就是可以从一个机器直接传到另一个机器中。USB HUB:USB扩展/集线器,一种可以将一个USB接口扩展为多个(通常为4个),并可以使这些接口同时使用的装置。二 USB HOST技术简介USB的通信可以用下图表示。下图中,左半部分为USB主机端,可以看出,USB主机端由两部分构成,即软件体和硬件体。实际上是三个软件组件组成了USB HOST解决方案,即USB客户驱动
2、程序、USB驱动程序和USB主机控制器驱动程序。应用程序的事务处理是由USB客户驱动程序(设备驱动程序)启动时,客户驱动程序把USB设备当作一个可以被访问的端点集合,它可以被控制并与它的功能单元进行通信。USB系统软件包括USB驱动程序和USB主控制器驱动程序,USB驱动程序负责配置管理、用户管理、总线管理和数据传输管理;以及数据的位编码、封包、循环校验、发送、错误处理等。三 USB host实现简单实现:MCU+USB控制器(若MCU中已经包含USB OTG则无需控制器,比如LPC2478,内部包含USB OTG)。例如下图是由微控制器MSP430F149和USB控制器ISP1161实现USB HOST的电路。ISP1161是Philips设计的USB主机/设备控制器。内部有1个USB主机控制器和1个设备控制器,符合USB2.0协议,支持全速和低速传输。主机和设备控制器共享相同的接口总线,带有2个USB下行端口和1个USB上行端口。图中使用接口1作为HOST下行端口。每个下行端口有各自的过流检测电路,图中使用PHP109检测端口供电电流,高于500mA停止对总线供电。 3.1 枚举
3、从USB设备插入接口开始到客户驱动程序能够使用该设备要经过一段识别过程,叫做USB主机对设备的枚举。枚举过程是任何USB设备使用前必经的过程。USB主机端需要知道这是一个低速设备还是全速设备,需要知道这个设备具有的能力,以便载入相应的设备驱动程序。过程如下:首先,捕捉设备的插入。USB设备是即插即用设备,系统在设备插入的瞬间要捕捉到这一信息,ISP1161是通过内部的Hub完成这一任务的。Hub端口的两根信号线(D+和D-)的每一根都有一个子15k的下拉电阻,而一个设备在D+(全速设备)或D-(低速设备)上有一个1.5k的上拉电阻。当设备插入到一个端口时,设备的上位电阻信号为高。Hub以此检测到一个设备已连接上了,并报告给主机控制器,然后,在与处理器的接口上产生中断。主机知道后,通过读取Hub相关寄存器来了解诸如设备速度等更多信息。而后,Hub重新设置该设备。当主机知道有一新设备时,主机给Hub相关寄存器写命令,让Hub来重新设置端口。Hub使设备的USB数据线处在重启状态(D+和D-均为逻辑低)至少10ms,当Hub释放了重启状态,设备就处在默认状态了(D+和D-均为逻辑低)至少10
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