嵌入式系統中USB控制的Host/Slave模式的應用

引言

目前，USB 設備產品的應用非常廣泛，但市場上能夠提供Host/Slave兩種模式的USB控制芯片并不多，本系統采用CYPRESS公司的SL811HST芯片作為USB接口的控制芯片，實現Host/Slave兩種工作模式。

系統介紹

本系統是以三星公司的S3C44B0X為嵌入式處理器，mClinux為操作系統的專用PDA，通過無線方式實現與上位機的通信，同時也可通過USB接口直接控制USB打印機輸出。其中USB控制芯片采用CYPRESS公司的SL811HST芯片，它有兩種工作模式Host/Slave。模式的改變是由該芯片M/S腳的電平值決定，其值可以通過軟件設置來改變。當置M/S腳為低電平時，它是Host模式，可以直接控制打印機；當置M/S腳為高電平時，它是Slave模式，可以下載PC的最新資料，同時可對PDA充電電池充電。

硬件設計

三星公司的S3C44B0X是一款專為手持設備和通用設備而設計的，16/32位RISC 結構的嵌入式處理器。

CYPRESS公司的SL811HST是嵌入式的USB 主機或外設接口控制器。其基本功能如下：

1) 支持USB 1.1 的全速和低速設備；

2) 虛擬的外部總線，使得僅需占用和外接CPU 的1 根地址線A0，數據線為8位；

3) 16 個內部寄存器，可以對USB Host 進行充分的控制；內部多達256 字節的RAM，為USB 傳輸建立了足夠的緩沖區；

4) 操作電壓為3.3V，但是I/O 端口為5V Tolerant，因此可以自由地和5V 或3.3V 的CPU 系統連接；

5) 可接12MHz 或48MHz外置晶振，對其操作通過16個寄存器來完成。

GPE5是Host/Slave模式控制管腳，它同時同步控制USB接口的負載方式。GPE4口可以監視USB接口上是否有主USB設備插入，如果有，VUSB為高電平；沒有則為低電平。GPE3口用于顯示USB設備是否處于就緒或相應的Host/Slave模式工作狀態

軟件設計

在Linux操作系統中，驅動程序的加載方式為：

1) 將驅動程序作為可加載的模塊(Module)，在系統超級用戶(Root)權限下使用insmod命令動態加載，使之成為系統核心的一部分。對于USB 設備而言，由于可熱插拔，一般采用模塊化的設備驅動程序。

2) 將設備驅動程序的源代碼加進系統內核，編譯移植到嵌入式系統，系統啟動后將自動加載驅動。USB 協議棧程序一般采用這種方法加入內核，進而產生一個叫做“USB 核心”的子系統。這個子系統提供了許多數據結構、宏定義、功能函數和應用程序接口(API)來對硬件或設備進行支持。