Linux下USB主机接口设计

频噪声隔离)。SPXll7M-3．3是Sipex公司的LDO器件，其特点为输出电流大，输出电压精度高稳定性高。SPXll7M系列LD0器件输出电流可达800mA，具有电流保护和热保护功能，可广泛应用于数字家电和工业控制等领域。

　　2．3USB主机端口设计

　　AT91SAM7X256的USB主机端口原理图，如图3所示。SL811HS／T选用48引脚的TQFP封装形式，SL811HS／T既能用作Host模式又能用作Slave模式。将SL811HS／T的M／S引脚接地，即设为低电平信号(M／S=0)，选择作为主机端口。

　　SL811HS／T的D0～D7端口为双向数据I／O端口，与控制器的PAl0～PAl7端口相连，实现数据通信。SL811HS／T的nRD引脚与AT91SAM7X256的PA9相连，nWR引脚与AT9lSAM7X256的PA8相连，SL811HS／T的nCS引脚与AT91SAM7X256的PA7相连，AO引脚与AT91SAM7X256的PA6相连，控制SL811HS／T的读写状态，如图4所示。

　　访问存储器和控制寄存器的空间时，先设A0=0后写地址，接下来设A0=1，再进行寄存器／存储器读／写周期。当nWR或nCS处于无效时，SL811HS写或读操作终止。对于连接到SL81lHS的设备，在writenWR信号之前取消片选nCS，数据将一直保持并与指定的值相同。SL811HS／T的nRST引脚与AT91SAM7X256的PAl8相连，实现软件低电平复位功能。SL811HS／T的引脚7、8与USB接口的DATA+，DATA-相连实现数据通信。S-L811HS／T的Clk／X1引脚和X2引脚与外接12MHz晶振相连。

　　3系统软件实现

　　USB设备驱动程序设计包括主机端设备驱动程序、主机控制器驱动程序和设备端驱动程序3部分组成。主机端设备驱动程序就是设备驱动程序，它是主机环境中为用户应用程序提供一个访问USB外设的接口。Linux为这部分驱动程序提供编程接口，设计者只要按照需求编写驱动程序框架，通过调用操作系统提供的APl接口函数可以完成对USB外设的特定访问。

3．1USB设备驱动程序框架

　　图5所示Linux中USB驱动的体系结构。LinuxUSB主机驱动由3部分组成：USB主机控制器驱动，USB驱动和不同的USB设备类驱动。USB驱动程序首先要向Linux内核进行注册自己，并告之系统该驱动程序所支持的设备类型及其所支持的操作。这些信息通过usb_driver结构传递。

　　3．2注册和注销

　　USB驱动程序注册，就是把在初始化函数中填好的use_driver结构作为参数传递给use_register()函数即可，函数的调用方法为：result=usb_register(&skel_driver)；当要从系统卸载驱动程序时，也是将use_driver结构作为参数传递给usb_deregister函数处理。函数的调用格式为：

当USB设备插入时，为了使linux-hotplug系统自动装载驱动程序，需要创建一个MODULE_DEVICE_TABLE。核心代码如下(这个模块仅支持某一特定设备)：


3．3probe()函数

　　probe()函数的编写格式为：staTIcvoid*skel_probe(structusb_device*dev，unsignedintifnum，conststructusb_device_id*id)；驱动程序需要确认插入的设备是否可以被接收，如果不接收，或者在初始化的过程中发生任何错误，probe()函数返回一个NULL值。否则返回一个含有设备驱动程序状态的指针，通过这个指针，就可以访问所有结构中的回调函数。

　　在驱动程序里，最后一点是要注册devfs(设备文件系统)。首先创建一个缓冲用来保存那些被发送给USB设备的数据和那些从设备上接收的数据，并为设备传输创建一个USB请求块(URB)以向设备写入数据，同时USBurb被初始化，然后在devfs子系统中注册设备，允许devfs用户访问USB的设备。注册过程如下：

　　如果devfs_register函数失败，devfs子系统会将此情况报告给用户。如果设备从USB总线拔掉，设备指针会调用disconnect函数。驱动程序就需要清除那些被分配了的所有私有数据，关闭urbs，并且从devfs上注销调自己。

　　3．4open()，write()和read()函数

首先，要打开此设备。在open()函数中MODULE_INC_USE_COUNT宏是一个关键，它起到一个计数的作用，有一个用户态程序打开一个设备，计数器就加1。read()函数首先从open()函数中保存的fi。write()函数和read()函数是完成驱动对读写等操作的响应。在skelwrite中，一个FLL_BULK_URB函数，就完成了urb系统callbak和的skel_write_bulk_callback之间的联系。read函数与write函数稍有不同在于：程序并没有用urb将数据从设备传送到驱动程序，而是用usb_bulk_msg函数代替，这个函数能够不需要创建urbs和操作urb函数的情况下，来发送数据给设备，或者从设备来接收数据。调用usb_bulk_msg函数并传到一个存储空间，用来缓冲和放置驱动收到的数据，若没有收到数据表示失败并返回一个错误信息。usb_bulk_msg函数，当对USB设备进行一次读或者写时，usb_bul