Linux2.6環境下USB設備的驅動實現
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3 UDC的設計與實現
設備控制器驅動主要分為Gadget Driver接口模塊、Gadget API函數模塊、中斷處理模塊、數據結構定義、初始化模塊、硬件讀寫模塊等，各模塊可以單獨進行設計。
3.1 數據結構定義
根據Gadget API提供的數據結構，可以定義自己的數據結構(如設備數據結構otg_udc，端點數據結構otg_udc_ep等)來描述該USB設備控制器。
定義完特定的設備控制器驅動的數據結構后，再進行相應的映射(static struct otg_ip_udcmemory)，以便將具體的設備控制器、設備端點和Gadget的抽象數據結構聯系起來。
3.2 Gadget Driver接口模塊
UDC驅動提供有usb_gadget_driver_register模塊，該模塊可實usb_gadget_register_driver等綁定函數的功能，以綁定UDC和Gadget Driver。
3.3 Gadget API函數模塊
Linux USB gadget driver API定義了一個通用的gadget driver的接口，利用gadget driver可通過API與底層USB controller driver進行通信。該API屏蔽了底層硬件的不同，故可使gadget driver只注重功能的實現，而盡量與硬件無關。其代碼如下：
該模塊主要實現Gadget API定義的函數功能，如結構體usb_ep_ops和usb_gadget_ops中的函數，以及usb_gadget_register_driver注冊函數等。這些函數可供Gadget Driver調用。
3.4 中斷處理模塊
由于設備是被動的接受主機的控制，設備的所有行為都是基于設備中斷的觸發，因此，函數主要處理Reset中斷、Resume中斷、Suspend中斷、EP0中斷以及其他端口中斷。
3.5 初始化模塊
初始化主要是打開中斷、打開并設置端點、設置最大總線轉向時間(此時問即包間最大等待時間)，還要設置最大緩沖區長度等。
3.6 硬件讀寫模塊
和主機控制器驅動程序類似，設備控制器的讀寫方式分為PIO讀寫和DMA讀寫兩種模式，讀寫內容也分為寄存器讀寫和端點緩沖區讀寫。在讀寫過程中，所有讀寫地址都必須是雙字節對齊模式。
4 驅動測試結果
本文研究的HCD已經應用于實際的工程中，驅動測試的硬件環境如圖4所示。
本系統的硬件平臺是Realview EB，這是一個高度集成的開發板，其母板上的硬件資源包括：一個FPGA (Xilinx Virtex-II XC2V6000)、靜態和動態內存、集成外圍設備和兩個用于Core Tiles連接的tile連接器。設計時可通過增加一個額外的Core Tile(ARM926EJS CORE)來創建一個微處理系統。Logic Tile(Xilinx XC2V6000)中包含有一塊具有主機控制器功能的芯片otg_ip，otg_ip可通過片內總線AHB掛載在母板EB上。在該開發板上運行Linux系統時，可通過交叉編譯調試環境將開發報與一臺PC機相連，這樣，調試信息就可以通過串口打印在該主機的終端上。otg_ip可通過ULPI接口連接PHY芯片，并與USB設備相連。
設備控制器驅動模塊otg_ip_udc.ko和g_filestorage.ko成功加載后，再將其作為移動優盤插入電腦主機的USB接口，驅動即可成功識別。圖5所示是內核打印的信息結果。
5 結束語
USB通用串行總線具有傳輸速率高、功耗低、可熱插拔和發展快速等優點，而Linus操作系統則具有易于移植和裁減、內核小、效率高、原代碼開放等特點，本文通過將其結合而給出的Linux環境下的USB設備驅動方法，可以快速地實現大容量的存儲功能，實驗表明：該系統的數據讀寫速度可以達到681 kB／s，而且效果良好。
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