USB数据流模型

USB数据流模型描述了主机与外部设备之间的连接交互关系,提解决USB不同服务的技术实现,揭示了USB基本组织机构,反映了USB的核心内容,其表现为3个层次：应用层,逻辑设备层,总线接口层。主机通过逻辑意义上的数据流来统一对USB设备的操作方式,USB设有2种通道：流通道和信息通道;提供了4种传递方式：控制传送,同步传送,中断传送,批传送;定义了2种数据格式：USB数据格式,非USB数据格式,针对USB设备的连接,及USB所传输的数据特性,如突发性,连续性,实时性,可靠性等,USB系统软件安排了相应的通道,传送方式及数据格式,就这4种传送方式重点介绍了数据格式,传送的方向,包长限制,总线访问,传送次序等内容。     

USB主机——硬件及软件

USB连接支持数据在USB主机与USB设备之间的传输。主要介绍了相关的主机接口,这类接口简化了客户软件与设备应用之间的通信。USB主机可分为3层：客户层、USB系统层、主机控制器层。USB系统层又可划分为3个主要的组成部分;主机控制器驱动HCD（Host Controler Driver）、USB驱动USBD（USB Driver）、主机软件。USBD通过HCD所提供的控制器接口HCDI（HCD Interface）,与HCD进行交互。USBD提供面向客户的接口,即USBD接口USBDI（USBD Interface）,以供客户提出数据传送或设备配置的请求。USB主机可以提供不同的软件系统实现方法,完成相同的主机行为。     

USB集线器规范

集线器为USB设备和主机的连接提供了硬件接口。集线器本身提供的很多属性,保证了USB用户界面的友好性,并隐藏了其复杂性。集线器主要支持的USB功能有：连接行为、电源管理、设备连接/未连接检测、总线错误检测和恢复及支持高速和低速设备等。集线器由集线器中继器和集线器控制器组成。集线器中继器负责管理基于包的连接,而集线器控制器则提供状态信息和控制操作以支持主机访问。在主机和其它设备之间的连接过程中,集线器处于非常重要的地位。集线器能够检测到并防止任何连接错误,特别是会导致死锁的错误。集线器实际上也是1个USB设备,它同样必须遵守USB设备的规则。     

USB协议层

USB协议层描述了USB主机与USB设备交互时的语法和协议,从中定义了字段、包、事务和送传的结构,以及由字段到包、由包到事务、由事务到传送所组成的组织层次关系。协议同时还规范了数据链路的建立,正常或异常传送处理的动态过程。字段中分同步、包标识符、地址、帧号、数据和CRC校验等字段。包中分标记、帧起始、数据、握手4类包。事务中有批处理、控制、中断和同类4类事务。传送可分为控制、批处理、中断和同步4类传送。字段、包、事务和传送的命名和定义,实质上是为了满足不同需求的传送内容,在链路建立、数据传送及链路拆除的可靠执行中所采用的一系列保障措施。     

USB 3.0控制端点的功能验证方法

根据USB 3.0协议,提出一种可用于指导USB 3.0设备控制器IP核控制端点的功能验证的方法。以控制端点和控制传输的功能及特点为基础,从测试平台的搭建出发,按照控制传输的设置阶段、数据阶段和状态阶段分别给出了USB 3.0主机和设备的控制端点之间的交互所必须遵循的规则。另外,整个验证流程采用流程控制状态机来加以控制。最后以一款USB 3.0设备控制器IP核作为测试对象,对该验证方法进行了实践检验,验证结果显示该验证方法可以用于指导USB 3.0设备控制器IP核控制端点的功能验证工作。     

虚拟仪器与基于USB总线的测试设备

针对电测与信息处理技术在未来生活中越来越广泛的应用，本从虚拟仪器的基本概信入手，在分析如何充分发挥通用计算机作用的基础上，重点讨论了使用USB总线连接主机与测试设备的基本思想，硬件电路和软件开发的一些特点，并结合示例说明这种系统的工作形式和有关软件工具的应用方法。     

嵌入式通用USB-Host控制器

针对USB主机控制器在操作U盘、摄像头等USB设备过程中的重要作用,本文展示了一种基于USB接口芯片SL811和ARM芯片LPC2106的嵌入式通用USB—Host控制器,并就其设计思想、工作原理、操作过程、硬件电路和固件程序的实现方法,以及应用示例展开了讨论。     

通用USB/FPGA器件在空间探测器测试系统中的应用

USB 2.0和FPGA是近年来广泛应用的通用数据传输技术和控制处理技术。在FY-2卫星空间环境监测器综合测试系统的设计中,采用了这些新的软硬件技术。数据传输基于USB 2.0实现,相比以往USB 1.1设备传输速率更快、更稳定可靠;主控基于FPGA,相比以往单片机处理能力更强,可实现更复杂的操作。使测试系统功能更丰富、性能更强大,测试方式更灵活。并通过外围电路设计和配套固件开发,保证测试结果真实准确可靠,为今后从事相关设计开发提供了参考。     

USB3.0设备控制器IP核OUT端点测试平台的研究与实现

从一款自主研发的USB3.0设备控制器IP核出发,完成USB3.0设备控制器IP核OUT端点模块3种传输模式(批量传输、中断传输和等时传输)的功能验证。通过Verilog语言搭建一个完整的OUT端点测试平台,测试平台包括USB3.0设备控制器IP核、主机模块(包参数产生模块、包产生模块、链路命令产生模块、包检测模块及链路命令检测模块)和应用核模块。实验测试结果与USB3.0 OUT端点3种传输模式的协议规范完全符合。该平台能够对USB3.0设备控制器IP核OUT端点的3种传输方式进行全方位的功能验证。     

基于USB2.O协议的DSP高速数据采集系统的设计

根据便携式高速数据采集的要求,设计并完成了一套基于通用串行总线(USB)2.0协议的高速数据采集系统。对数字信号处理器(DSP)的主机接口(HPI)、USB芯片的通用可编程接口(GPIF)和端点以及USB固件程序和PC主机应用程序的编写进行了介绍。该系统使用TI公司的C6000系列高性能DSP芯片作为系统核心,并经由USB接口芯片与PC主机相连接,实现采样系统与PC主机之间的高速数据传输。DSP高速数据采集系统应用于大型发电机局部放电在线监测中,实现了局部放电信号的检测和重构。     

USB HID类设备的开发

对HID类设备的描述符结构、功能特征、数据传输特点和设备请求进行了详细的阐述,并介绍了HID类设备开发的主要任务和基本方法。     

基于EZ-USB数据采集系统USB接口设计

针对数据采集系统控制和数据传输的特点，设计了基于FIFO的通用USB接口。接口体系采用集微控制器和USB控制器一体的EZ－USBAN21310C作为主控芯片，编写了相应的固件和符合WDM模式的USB设备驱动程序。     

USB Mass Storage类设备的设计与实现

针对嵌入式系统与PC主机大量数据传输的需要,使用SD卡做为存储介质设计实现USB Mass Storage类设备。主机和存储设备之间的通讯严格按照USB20协议和USB Mass Storage类存储协议,该类存储设备构架于USB2．0协议之上,将存储命令嵌于USB协议之中。采用MAX3421作为USB外设控制器,MCF52233作为主控制器,通过SPI接口实现两者的通讯。试验结果表明,当MCF52233主频为60MHZ时,存储速度可以达到1．87Mbyte／s,满足了设备与主机数据交换速度的要求。     

USB总线数据采集设备驱动程序的设计

结合基于USB总线的数据采集设备,介绍了WDM驱动程序的工作原理,设计原则和设计方法,并给出一个实现块传输的USB设备驱动程序例程,详细的介绍了该例程的各个功能模块。该例程性能稳定,传输可靠,已应用于数据采集设备中。对系统的性能进行测试的结果表明：数据的传输过程达到了设计的要求。驱动程序设计过程的详细介绍对USB专用设备驱动程序的设计和开发具有良好的参考应用价值。