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USB接口在ARM系统中的应用研究

作者：童耀南 Publish: 2007-7-5 Hits:-

【中文题名】

USB接口在ARM系统中的应用研究

【英文题名】

【学科专业】

物理电子

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-7-5

【中关键词】

嵌入式系统,ARM处理器,USB接口,FAT文件系统,音频数据采集,

【英关键词】

Embedded system,ARM microprocessor,USB port,FAT,Sound data collection,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>微型计算机>>

【论文摘要】

近几年来，嵌入式系统在许多领域飞速发展，各种嵌入式产品纷纷涌现，产生了巨大的经济效益，引起了国内外研究的热潮。嵌入式系统是指以应用为核心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗严格要求的专用计算机系统。作为嵌入式系统的核心，嵌入式微处理器，目前常采用8位或16位的微处理器。但由于这些微处理器系统的运行速度、寻址能力和功耗等问题，已较难满足很多相对较复杂的嵌入式应用场合。因此32位的ARM处理器得到广泛应用。ARM处理器最大的优势在于高速度、低功耗，这归功于业界领先的32位嵌入式RISC微处理器结构——ARM体系结构。 USB(Universal Serial Bus)是近几年来在计算机领域日益流行起来的，目前应用非常广泛的一种总线形式，在嵌入式系统中有着举足轻重的地位。由于它的诸多优点，有关USB在各方面的应用研究正在不断开展。本论文将论述一个基于FAT16文件系统和ARM处理器的USB海量存储设备的设计与实现，并在此基础上实现一个音频数据采集／播放系统。论文分为六章来编写。第一章是前言，讨论USB接口在嵌入式系统中的应用...

【论文题纲】

摘要	3-4
Abstract	4-5
目录	5-8
第1章前言	8-12
1.1 USB在嵌入式系统中的应用选型	8-9
1.2 ARM的历史、现状及未来	9
1.3 本论文所选课题的目的和意义	9-10
1.4 完成本课题所需软、硬件环境的选择	10-11
1.5 课题的主要工作和结果	11
1.6 本章小结	11-12
第2章 USB协议简介	12-22
2.1 USB协议简介	12
2.2 USB的产生背景与特点	12-14
2.2.1 USB产生背景	12-13
2.2.2 USB特点	13-14
2.3 USB系统描述	14-17
2.3.1 USB系统结构	14-15
2.3.2 USB系统分层	15-16
2.3.3 USB系统通信	16-17
2.4 USB事务处理	17-20
2.4.1 信息包格式	17-19
2.4.2 事务处理	19-20
2.5 USB OTG概述	20-21
2.6 本章总结	21-22
第3章基于PDIUSBD12的USB海量存储类设备功能的实现	22-58
3.1 S3C44B0X简介	22-24
3.1.1 S3C44B0X概述	22-23
3.1.2 S3C44B0X的实验相关特性	23-24
3.1.3 S3C44B0X在本系统中的主要作用	24
3.2 PDIUSBD12固件编程	24-40
3.2.1 PDIUSBD12简介	24-28
3.2.1.1 PDIUSBD12器件特点	24-25
3.2.1.2 PDIUSBD12管脚描述	25-26
3.2.1.3 PDIUSBD12功能描述	26
3.2.1.4 PDIUSBD12端点描述	26-27
3.2.1.5 PDIUSBD12命令描述	27-28
3.2.2 固件编程	28-39
3.2.2.1 硬件提取层	30-31
3.2.2.2 命令接口	31-33
3.2.2.3 中断服务程序	33-38
3.2.2.4 协议层	38-39
3.2.3 设备初始化过程和操作系统对设备的枚举过程	39-40
3.2.4 PDIUSBD12驱动程序	40
3.3 Flash芯片K9F2808U0C简介	40-46
3.3.1 K9F2808U0C器件特性	40-41
3.3.2 K9F2808U0C引脚定义	41-42
3.3.3 K9F2808U0C存储器组织结构	42-43
3.3.4 K9F2808U0C指令集	43-44
3.3.5 K9F2808U0C硬件接口	44-46
3.4 USB海量存储类设备的具体实现	46-57
3.4.1 USB海量存储系统描述符	46-50
3.4.1.1 设备描述符	47-48
3.4.1.2 接口描述符	48
3.4.1.3 配置描述符	48-49
3.4.1.4 端点描述符	49-50
3.4.2 Bulk-Only传输协议及实现	50-53
3.4.2.1 BULK IN处理	52-53
3.4.2.2 BULK OUT处理	53
3.4.3 SCSI命令	53-57
3.4.3.1 UFI_Write()写操作	54-56
3.4.3.2 UFI_Read()读操作	56-57
3.5 磁盘格式化操作说明	57
3.6 本章总结	57-58
第4章基于S3C44B0X和UDA1341TS的音频数据采集播放系统	58-79
4.1 硬件设计	58-64
4.1.1 S3C44B0X IIS接口概述	58-61
4.1.2 音频芯片UDA1341TS简介	61-63
4.1.3 音频数据采集系统硬件连接图	63-64
4.2 软件设计	64-78
4.2.1 WAV文件格式	64-69
4.2.1.1 WAV文件格式介绍	64-67
4.2.1.2 WAV文件在本系统中的编程实现	67-69
4.2.2 FAT16文件系统	69-76
4.2.2.1 引导扇区(DBR)	69-72
4.2.2.2 文件分配表(FAT)	72
4.2.2.3 根目录(Root entry)	72-73
4.2.2.4 FAT16对磁盘空间的管理	73-74
4.2.2.5 FAT16文件系统的实现	74-76
4.2.3 音频数据采集	76-78
4.2.4 音频数据播放	78
4.3 本章小结	78-79
第5章系统测试和结果分析	79-90
5.1 USB海量存储系统的测试和结果分析	79-84
5.1.1 USB枚举测试及结果分析	79-81
5.1.2 格式化测试及结果分析	81-82
5.1.3 读写测试及结果分析	82
5.1.4 速度测试及结果分析	82-84
5.2 音频数据采集/播放系统的测试和结果分析	84-85
5.2.1 音频数据采集测试	84
5.2.2 音频数据播放测试	84-85
5.2.3 测试结果分析	85
5.3 相关的其它工作介绍	85-89
5.3.1 基于FAT16存储系统的开发模式	85-86
5.3.2 uClinux在ARM系统中的移植	86-87
5.3.3 LCD显示驱动测试	87-88
5.3.4 UART串口下载功能扩展	88-89
5.4 本章小节	89-90
第6章总结与展望	90-92
6.1 实验总结	90
6.2 展望未来	90-92
致谢	92-93
参考文献	93-95
研究生期间发表的论文	95

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.364320



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