基于s3c44b0和COS-II的嵌入式USB主機(jī)(SL811)設(shè)計(jì)與

1 引 言

通常情況下，打印機(jī)、海量存儲(chǔ)等設(shè)備是由普通PC機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的，由于大量的測(cè)控、醫(yī)療等系統(tǒng)需要存儲(chǔ)、打印數(shù)據(jù)，因此開發(fā)這類設(shè)備的嵌入式驅(qū)動(dòng)是非常有實(shí)用價(jià)值的。目前，各種嵌入式設(shè)備基本上是通過(guò)軟盤存儲(chǔ)，并口打印的，而它們的存儲(chǔ)容量、數(shù)據(jù)傳輸速度已大大落后當(dāng)前各類嵌入式系統(tǒng)的需求。因此，開發(fā)基于USB接口的嵌入式海量存儲(chǔ)設(shè)備和打印機(jī)驅(qū)動(dòng)已成當(dāng)務(wù)之急。

USB(Universal Serial Bus)是最近幾年逐步在PC領(lǐng)域廣為應(yīng)用的新型串行接口技術(shù)，它通用性好、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、傳輸方式多樣、成本低、易于擴(kuò)展和使用，這些優(yōu)點(diǎn)使它受到許多硬件廠商的青睞，各種類型的USB設(shè)備產(chǎn)品大量涌入市場(chǎng)。USB通訊必須是主機(jī)和外設(shè)通訊，每次通訊都是由主機(jī)發(fā)起，外設(shè)只是被動(dòng)地執(zhí)行主機(jī)發(fā)過(guò)來(lái)的命令。而市場(chǎng)上所買到和使用的USB 移動(dòng)設(shè)備, 都是USB 的外設(shè)(device) , 如USB 的移動(dòng)硬盤、USB 接口的數(shù)碼相機(jī)、打印機(jī)等。這些設(shè)備通常只能通過(guò)PC 來(lái)進(jìn)行相互的文件和數(shù)據(jù)交換，沒(méi)有了PC 機(jī), 這些設(shè)備就無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。而實(shí)際上并非每個(gè)地方都擁有PC機(jī)或者適合使用PC機(jī)，因此業(yè)界和用戶需求USB 主機(jī)的嵌入式化。也就是開發(fā)和設(shè)計(jì)嵌入式的USB 主機(jī)。

根據(jù)具體醫(yī)療儀器（酶標(biāo)儀）的實(shí)際需要，我們?cè)谌堑腁RM7處理器 S3C44B0X上移植了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）――micro;C/OS-II，并編寫了基于USB主控制器芯片SL811的底層驅(qū)動(dòng)。為了能將酶標(biāo)儀所檢測(cè)的數(shù)據(jù)保存到外設(shè)（如U盤、移動(dòng)硬盤）中，研究了對(duì)應(yīng)的文件系統(tǒng)和UFI傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了對(duì)FAT文件系統(tǒng)的海量存儲(chǔ)設(shè)備的讀寫。同時(shí)，為了打印霉標(biāo)儀的檢測(cè)結(jié)果，研究了EPSON打印機(jī)的ESC/P打印語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了EPSON C63系列、C65系列、ME1打印機(jī)基于USB通訊的嵌入式打印機(jī)驅(qū)動(dòng)。

2 嵌入式USB主機(jī)的硬件設(shè)計(jì)

酶標(biāo)儀的硬件平臺(tái)核心為三星公司的S3C44B0X（主頻最高可達(dá)66MHz），它集成了ARM7TDMI核，LCD控制器，是一款適用于中端應(yīng)用的微控制器。系統(tǒng)擴(kuò)展包括：存儲(chǔ)器（8MB SRAM、2MB NOR Flash）、USB主從機(jī)（SL811HS）和按鍵等硬件資源。其中USB部分硬件連接如圖1所示。

圖1：硬件連接圖

SL811HS 是Cypress公司推出的一款嵌入式USB Host／S1ave芯片。支持USB1.1的全速和低速設(shè)備。提供USB主機(jī)的硬件接口及總線管理的物理機(jī)制。帶有在片的SIE和USB發(fā)送器以及在片的根集線器Hub。因此, 滿足了嵌入式USB 主機(jī)系統(tǒng)所需要的功能, 即由主機(jī)接口芯片來(lái)完成總線底層物理數(shù)據(jù)包的發(fā)送、接收, 并能檢測(cè)總線狀態(tài)， 發(fā)出中斷請(qǐng)求。所以， 選擇SL811HS 作為本系統(tǒng)的USB接口芯片是合適的。

如圖2所示，ARM通過(guò)Cs3片選SL811HS來(lái)確定SL811HS的基地址。D0-D7為數(shù)據(jù)和地址的復(fù)用線，并通過(guò)A0來(lái)區(qū)分，當(dāng)A0為“0”的時(shí)候，D0-D7上傳輸?shù)氖瞧频刂?；反之，?dāng)A0為“1”的時(shí)候，D0-D7作為數(shù)據(jù)線用。