驱动开发

嵌入式软件应用

文章编号：ｌ帅８—０５７０(２∞８)０８吨—∞８６一ｍ２

中文核心期刊‘微计算机信息)(嵌入式与ｓｏｃ)２００８年第２４卷第８－２期

Ｌｉｎｕｘ＋ＡＲＭ下的ＵＳＢ驱动开发

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(重庆邮电大学)周永光唐伦刘光明

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摘要：本文介绍了嵌入式“ｎ眦下设备驱动程序的编写原理，并阐述了在Ｌｉｎ呱下ｚ２２８ｕｓＢ的驱动程序的具体实现。在开发成功的案例下。讨论了ＵＳＢ驱动的编写技术。中图分类号：ＴＰ３１１．１

关键词：嵌入式Ｌｉ眦；驱动程序；ｕＳＢ；ＡＲＭ；嘞大容量存储设备类

文献标识码：Ａ

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ＭＡＳＳ

１引言

当工程技术人员还沉湎于ＲＳ一２３２及打印机并口设计时，一种新型的接口标准已经迅速发展成熟，这便是ｕＳＢ。１９９４年，一个由４个行业伙伴(Ｃｏｍｐａｑ

Ｉｎｔｅｒ

的是，“ｎ眦内核提供了一个称为ＵＳＢ核心(ｕｓＢｃｏ婶)的子系统来详细处理大部分的复杂性。ｕＳＢ设备的构成，包括配置、接口和端点。以及ｕＳＢ驱动程序如何绑定到ＵＳＢ接口上．而不是整个ＵｓＢ设备。

挂在“ｎｕｘ系统上的每个设备都被描述为设备驱动程序文件。一些与设备有关的设备参数文件被保存在／ｄｅｖ目录下。用户自己提供或编写设备驱动时．也需要在，ｄｅｖ目录下有一个设备文件。设备驱动程序可以分为三个主要组成部分：(１)自动配置和初始化子程序(２)服务于Ｉ，０请求的子程序(３)中断服务子程序。设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口，为应用应用程序屏蔽了硬件细节。应用程序可把硬件设备当普通文件看待，并对其进行操作。设备驱动程序是内核的一部分，它主要完成以下功能：对设备进行初始化；使设备投入运行和退出服务；把数据从内核传送给设备和从设备接受数据；检测和处理设备出现的错误。

Ｍｉｃｒ０８０ｆＩ和ＮＥＣ)组成的联

盟开始制定ｕｓＢ协议。２００４年４月，发表了ｕＳＢ２．０版本，理论支持高达４８０Ｍｂｐｓ的传输速率。

ｕｓＢ由于具有即插即用、数据传输速度快、易扩展等优点．因此被广泛的应用在ＰＣ机和嵌入式系统当中。ｕｓＢ设备端常见的开发模式有ＰｈｉｌｉｐＰＤＩｕｌ２芯片＋８０５１单片机、然后使用ＥａｓｙｕｓＢ开发套件等等，但这些开发模式都是基于８位的微处

理器控制单元(ＭＣｕ)，而以Ｊ蛀ｍ为开发基础的３２位ＳｏＣ近年

来发展迅速。

随着简单实用的ｕＳＢ接口技术的不断发展成熟，在嵌入式系统中开发ｕｓＢ接口已成为大势所趋。本文着重研究讨论利用

上海Ｊａｄｅ自主研发的芯片ｚ２２８(ＡＲＭ９２６ＥＪ)自带的ｕＳＢ一０７陀

接口，采用Ｌｉｎｕｘ操作系统技术．用ＡＲＭ＋ｕｎｌｌ)【来开发并且实现ＵｓＢ大容量存储设备类。

３Ｚ２２８

ＵＳＢ—ＯＴＧ硬件描述

ｚ２２８是一款高度集成的低功耗的具有强大多媒体处理能

力的ＳＯＣ芯片。它的特点是内置２６６ＭＨｚ的ＡＲＭ９２６ＥＪ内核。片内集成ｕｓＢ？０７ｒＧ控制模块，同时支持便携式ｕｓＢ主设备或ＵＳＢ外设相连．可用于与ＰＤＡ、读卡器和打印机等设备直接相连，而无需Ｐｃ机介入。

采用多层的ＡＨＢ总线系统，为０１．Ｇ模块提供独立的总线。伽［１Ｇ子系统的主要硬件框图如图ｌ所示，子系统中最主要的模块包括以下三部分：０ＴＧＭＡｃ、０ＴＧ１ＬＩ、ＢＩｕ。０７ｒＧＭＡｃ(Ｍｅ．

ｄｉａＡｃｃｅｓｓｃｏｎｔｒ０１)是将传送或接收数据转换成ｕｓＢ数据格式

２

ＬｉＩｍｘ驱动程序的基本原理

【曲ｕｘ下开发设备驱动程序的原理较之ｗｉｎｄｏ啪系统来说结构层次简单明了。ｕｎ瞰操作系统中定义了三种设备，即字符设备、块设备和网络设备。字符设备是指存取时没有缓存的设备。块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取，字符设备则没有这个要求，ｕｓＢ设备主要通过快速串行通信来读写数据，一般把它作为字符设备处理。ｕｓＢ驱动程序存在于不同的内核子系统(块设备、网络设备、字符设备等)和ＵＳＢ硬件控制器之中。ｕＳＢ核心为ｕＳＢ驱动程序提供了一个用于访问和控制ｕＳＢ硬件的接口．而不必考虑系统当前存在的各种不同类型的ＵＳＢ硬件控制器。ＵＳＢ设备是一个复杂的东西，幸运

的硬件模块。０７ｒｃＴｕ(ＴｍｎｓａｃｔｉｏｎＩＪａｙｅｒＩｎｔｅ血ｃｅ)是ＭＡｃ和应用程序之间的一个数据缓冲层，所有的ＭＡｃ和应用层的交流都是通过Ｔｕ实现的。值得一提的是实现设备主从转换的芯片是Ｐｈｉｌｉｐ的ＩｓＰｌ３０１，在此不过多介绍它。ｚ２２８内部通过ＡＨＢ

从设备总线配置ｕｓＢ控制器，可工作在全速(１２Ｍ矶)和低速

周永光：硕士

(１．５Ｍｂ，ｓ)两种模式下。

一８６—３６０元，年邮局订阅号：８２－９伯