基于S3C4510B的USB主控器驱动设计
1 引言
在现代社会,嵌入式系统逐渐深入到人们生活的方方面面,各类嵌入式系统产品之间往往通过某种接口进行交互或数据传递。而现在,USB已经成为嵌入式数据交换的最主要的方式,可是各种USB接口的设备都是基于PC机系统的,所以,基于嵌入式系统的USB接口的研究具有实用的价值和意义,特别是起Master作用的HOST端接口的研究。
解决这一问题的根本办法就是在需要使用USB设备的嵌入式系统中扩展USB Host功能模块,使之具有与USB设备进行数据传输的能力。
USB协议按功能分为2部分,USB HOST（USB主协议）和USB SLAVE（USB从协议）分别应用于USB HOST CONTROLLER（USB主控制器）和USB DEVICE（USB设备）。一般,USB HOST要比USB SLAVE复杂,对于广大的非PC用户来说,尤其是嵌入式系统用户来说,由于USB协议的不对称性,使得实现USB HOST比USB SLAVE要困难地多,Philips公司的ISP1161A1芯片很好地解决了这种问题,他封装了复杂的USB协议,使得在嵌入式系统中实现USB HOST和USB SLAVE变得简单方便。
2 USB HOST技术简介
USB的通信可以用图1表示,图1中,左半部分为USB主机端,可以看出,USB主机端由2部分构成,即软件体和硬件体,实际上是3个软件组件组成了USB HOST解决方案,即USB客户驱动程序,USB驱动程序和USB主机控制器驱动程序,应用程序的事务处理是由USB客户驱动程序（设备驱动程序）启动的,客户驱动程序把USB设备当做一个可以被访问的端点集合,他可以被控制并与他的功能单元进行通信,USB系统软件包括USB驱动程序和USB主控制器驱动程序,USB驱动程序负责配置管理、用户管理、总线管理和数据传输,USB主控制器驱动程序负责调度管理,队列管理和控制器管理,以及数据的位编码、封包、循环校验、发送、错误处理等。
如图2所示,USB HOST的软件结构分为3大部分,即USB总线驱动（USBD）,USB HOST控制器驱动（HCD）、客户软件、其中客户软件处理和设备有关的信息,USBD处理和硬件无关的协议,而HCD则处理与硬件相关的协议,USBD和HCD都包含了一系列管理各种状态的寄存器。
3 SP1161体系结构
要实现USB协议,必须要通过一系列寄存器来完成,这些寄存器要能实现USB软件结构中的USBD和HCD,即要完成USB协议状态的控制,还要有一定的缓冲区来存放进出的数据,ISP1161专门针对USB协议设计的特殊硬件结构可方便地实现USB HOST和USB SLAVE。ISP1161的硬件结构主要是3类不同的寄存器,用户通过操作这3种寄存器来达到实现USB传输的目的,这3类寄存器是：
（1）HC control and status registers：USB主控制器控制和状态寄存器,主要用于传输过程中控制命令的存放和状态的读取,可读可写的寄存器有2个地址,只读或只写的寄存器只有1个地址。
（2）Isochronous Transfer List （ITL）：同步传输列表缓冲区。
（3）Acknowledged Transfer List（ATL）：接收传输列表缓冲区。
根据USB协议,数据传输分为4种模式,Control（控制）,Bulk（整批）,Interrupt（中断）和Isochronous（同步）。其中ITL是为了实现同步传输,ATL则实现其他3种模式的传输。
4 ISP1161x主控制器编程实现
设计ISP1161x主控制驱动程序主要涉及以下2个重要内容,下面详细介绍：
4.1 读/写ATL和ITL缓冲区
