基于單片無操作系統(tǒng)的 USB 主機控制器接口

3.3 HCD 的數(shù)據(jù)管理

HCD 的主要功能是完成對HC 的驅(qū)動，包括對主機控制器的硬件初始化和控制管理， 并與HC 合作完成USB 各種事務(wù)處理。它將各種要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)TD 鏈入相應(yīng)的ED 并啟動 HC 進行傳輸，HC 把接收的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的TD，HCD 則將這些結(jié)果返回給USBD 層，此 外HCD 還完成對HC 的配置和驅(qū)動等操作。由于對可重用性考慮和便于對HC 的管理，首 先定義了一個OHCI 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過這個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來對主機控制器和各種傳輸類型的數(shù)據(jù) 進行管理。該結(jié)構(gòu)體具體如下：

typedef struct ohci{

struct root_hub rh;//根集線器的結(jié)構(gòu)體

struct ohci_hcca *hcca;//HCCA 結(jié)構(gòu)體

struct ohci_regs *regs;//OHCI 操作寄存器結(jié)構(gòu)體

struct usb_device *dev;//USB 設(shè)備

U32 hc_control;//控制寄存器的copy

int ohci_int_load[32]; //32 個中斷鏈?zhǔn)褂?p>ed_t *ed_rm_list[2]; //指向移除的ED 鏈

ed_t *ed_bulktail; //批量傳輸ED 的鏈尾

ed_t *ed_controltail; //控制傳輸ED 的鏈尾

U32 status;//HC 工作狀態(tài)

}ohci_t;

OHCI 規(guī)范中定義了4 個鏈表：控制傳輸數(shù)據(jù)鏈表，批量傳輸數(shù)據(jù)鏈表，完成數(shù)據(jù)鏈表 和周期性數(shù)據(jù)鏈表，其中除了完成數(shù)據(jù)鏈表是一維鏈表外，其他的鏈表都是二維鏈表(如圖 2 所示)，主要由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)TD 和ED 組成。主機控制器硬件通過寄存器訪問每個鏈表來得到相關(guān)的USB 數(shù)據(jù)包，并將其發(fā)送到USB 總線上。主機控制器驅(qū)動程序則根據(jù)實際的數(shù)據(jù)傳 輸需要，構(gòu)建相應(yīng)的ED 并將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)為TD 格式，所有的同類型ED 被連接在一起， 而TD 表述才是最終要在USB 總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包，同時屬于同一個USB 設(shè)備端點的TD 被鏈接在一起，并掛在相應(yīng)的ED 上。

當(dāng)主機控制器完成鏈接在相關(guān)鏈表上的TD 后，會將該TD 從相應(yīng)的鏈表上取下，并鏈 接到完成數(shù)據(jù)鏈表上。主機控制器驅(qū)動程序則通過對該鏈表的訪問來獲得已經(jīng)傳輸完成的數(shù) 據(jù)包。此時HCD 可以將這些返回的數(shù)據(jù)放入到相應(yīng)的URB 中，由USBD 向上層傳輸。

4 試驗實例

由USBD 層初始化URB 結(jié)構(gòu)，并通過HCD 的接口函數(shù)ohci_submit_urb()傳遞給HCD 層。通過在S3C2410 實驗平臺上的實驗表明主機控制器驅(qū)動程序能夠很好的向USBD 層提 供服務(wù)并管理HC。

5 結(jié)束語

主機控制器是USB 主機系統(tǒng)的硬件核心,主機控制器驅(qū)動則是USB 系統(tǒng)軟件的最底層實 現(xiàn)。依據(jù)在USB 協(xié)議底層的主機開發(fā)的實踐,詳細(xì)介紹了基于OHCI 的主機控制器的接口規(guī) 范,列舉了所構(gòu)建的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及接口函數(shù),實現(xiàn)了獨立于操作系統(tǒng)的HCD。

本文作者創(chuàng)新點：實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)中OHCI 的主機控制器驅(qū)動，對整個USB 協(xié)議棧采 用模塊化分層設(shè)計，開發(fā)的HCD 獨立于操作系統(tǒng)，適合于無系統(tǒng)的單片USB 主機。