基于LPC2132的U盤軟硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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USB移動(dòng)存儲(chǔ)技術(shù)(U盤)把USB接口技術(shù)與Flash存儲(chǔ)器技術(shù)結(jié)合在一起，構(gòu)成了一種快速、大容量、方便的新型數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)，主要構(gòu)成有主控制器(MCU)、USB接口芯片和F1ash存儲(chǔ)器。主控制器(MCU)是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制各種外圍設(shè)備、實(shí)現(xiàn)各種算法、協(xié)調(diào)與主機(jī)通信；USB接口芯片負(fù)責(zé)USB通信；Flash(閃爍存儲(chǔ)器)用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它決定了U盤的容量。
1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
U盤設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。使用Philips公司的ARM7芯片LPC2132，控制Philips的USBl．1接口芯片PDI-USBDl2，處理PMC公司的128 KB串行F1ash存儲(chǔ)器作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備實(shí)現(xiàn)U盤。
(1)ARM處理器
LPC2132是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI-S CPU，并帶有64 KB嵌入的高速Flash存儲(chǔ)器。LPC2132的實(shí)時(shí)仿真和跟蹤功能方便了代碼的調(diào)試，降低了開發(fā)成本。
(2) PDIUSB012
PDIUSBDl2(簡稱為“D12”)是一款性價(jià)比很高的USB器件；通常用于微控制器系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)與微控制器進(jìn)行通信的高速通用并行接口；支持本地的DMA傳輸。PDIUSBDl2所具有的低掛起功耗連同LazyClock輸出可以滿足使用ACPI、OnNOW和USB電源管理的要求。低功耗可以應(yīng)用于使用USB總線供電的外設(shè)。
(3)Flash存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器選用PMC公司的Pm25LV010。適合低功耗和低電壓下工作的應(yīng)用場合；具有完備的數(shù)據(jù)保護(hù)功能。通過設(shè)置芯片的狀態(tài)寄存器，可以將存儲(chǔ)空間的高1/4、高1／2或整片寫保護(hù)。寫使能和寫禁止指令進(jìn)一步保護(hù)數(shù)據(jù)。另外還提供WP引腳用于硬件數(shù)據(jù)保護(hù)，以防止對(duì)狀態(tài)寄存器的意外修改。
U盤電路原理如圖2所示。
2 軟件設(shè)計(jì)
軟件設(shè)計(jì)主要包括D12驅(qū)動(dòng)、Mass Storage類協(xié)議和Flash存儲(chǔ)器的讀／寫控制。
2.1 D12驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)
在USB設(shè)備插入主機(jī)之前，主機(jī)對(duì)這個(gè)USB設(shè)備的情況一無所知，無法建立起通信；但USB協(xié)議規(guī)定了一些最基本的準(zhǔn)則，如每個(gè)設(shè)備的端點(diǎn)0都是可用的，屬于控制端點(diǎn)。有了這個(gè)基本的溝通途徑，主機(jī)就開始通過端點(diǎn)0向設(shè)備提出一些問題，這些問題是有關(guān)設(shè)備基本情況的。這些基本情況可以反映usB設(shè)備所屬的類別及子類，反映配置情況、接口情況和端點(diǎn)情況；一旦得知了這些信息，主機(jī)就大體了解了這個(gè)設(shè)備是個(gè)什么樣的設(shè)備，按照USB協(xié)議中的相應(yīng)規(guī)定，就逐步建立起了一條介于設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)通道，用于數(shù)據(jù)的傳輸。主機(jī)向設(shè)備提出的這些問題實(shí)際上就是USB協(xié)議中規(guī)定的各種標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求，設(shè)備必須對(duì)這些問題進(jìn)行回答；而回答的方式就是向主機(jī)傳送相應(yīng)的描述符，即設(shè)備描述符、配置描述符、接口描述符、端點(diǎn)描述符。
評(píng)論