基于LPC2132的U盘软硬件系统设计

2.2 Mass Storage类协议的实现

完整的Mass Storage类协议需要实现如下几部分：在枚举时，提供Mass Storage类协议描述符；实现Bulk-Only批量传输协议；实现SCSI命令集。

2.2.1 Mass Storage类协议描述符

USB采用设备类的方式对设备进行管理。要让主机识别设备，设备就必须提供正确的描述符：

◇设备描述符；

◇配置描述符；

◇接口捕述符；

◇端点描述符。

2.2.2 BuIk-Only批量传输协议实现

Bulk-Only协议包括两部分：类特定请求命令和Bulk-Only传输。

(1) 类特定请求命令

① 批量传输的大容量存储器复位。要发送批量传输的大容量存储器复位请求，主机将在默认管道发送一个设备请求：

◇bmRequestType——类、接口、主机到设备；

◇bRequest字段设置为255(FFh)；

◇wValue字段设置为0；

◇wIndex字段设置为接口编号；

◇wLength字段设置为0。

批量传输的大容量存储器复位请求如下：

② 获取最大逻辑单元号(专用类请求)。Get MaxLUN设备请求用于确定设备支持的逻辑单元编号。设备的逻辑单元编号可以从LUN为0到LUN的最大值15(Fh)。

要发送Get Max LUN设备请求，主机应在以下默认管道发送一个设备请求：

◇bmRequestType——类、接口、设备到主机；

◇bRequest范围设置为254(FEh)；

◇wValue字段设置为0；

◇wIndex字段设置为接口编号；

◇wLength字段设置为1。

获得最大逻辑单元字如下：

设备应返回1字节包含设备支持的最大逻辑单元数。例如，如果设备支持4个LUN，则LUN的编号应从0～3，则返回值为3。如果设备没有相关的LUN，则返回值为0。主机不应向一个不存在的LUN发送命令块包(CBW)。

不支持多LUN的设备会返回STALL。

(2) Bulk-Only传输

Bulk-Only传输协议没有使用中断和控制端点，仅使用Bulk批量端点来进行命令块、数据和命令块状态的传输。控制端点(默认)管道仅用来请求批量端点上的STALL停止的状态和执行类特定请求命令。

Bulk-Only传输的流程如图4所示。

2.2.3 SCSI命令集实现

SCSI命令集是SCSI设备通用命令集。SCSI有3种字长的命令：6字节、10字节和12字节。Microsoft Win-dows环境下支持12字节长的命令。图5给出了通用的UFI命令块的格式。请注意，这些字节就是CBW封包中CBWCB字段的内容。

对不同的命令只需根据SCSI命令集白皮书作出适当的回应。Pm25LV010的最小擦除单位为扇区(4 KB)，故在程序中定义一个4 KB的缓冲区Cache_STRUC Flash-Cache，把每次收到的数据放入缓冲区中，到缓冲区满数据接收完毕时再将其写入Flash存储器中，流程如图6所示。

2.3 Flash存储器的读写控制

Flash存储器读写程序由SPI控制和Pm25LV010控制两部分组成。

Pm25LV010 Flash存储器采用的是SPI串行接口，其SPI有两种工作模式——模式0和模式3。SPI.c完成SPI底层操作，给Pm25LV010控制程序提供一个读写1字节数据函数。该函数使用SPI模式0。

Pm25LV010控制程序完成Pm25LV010器件的所有操作，其向高层提供的函数及功能如表2所列。

Pm25LV010的最小擦除单位是扇区(每扇区4 KB)，在改写扇区内任意一字节数据时都需要将该扇区擦除。针对这种情况，在程序中定义了一个4 KB大小的缓冲区，当上层调用函数WriteToFlash()向Flash写数据时，并不直接写入Flash，而是先写到数据缓冲区，其流程如图7所示。

3 结 论

基于LPC2132微控制器的硬件平台上实现了USB驱动、Bulk-Only传输协议、SCSI命令集，实现了完整的U盘功能。