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USB大容量存储设备类驱动 Dayong数码音乐课2003 04 简述USB协议USBMASSSTORAGEPROTOCOLSCSI指令FileSystemTheFirmwareofTheSystem 简述USB协议 USB系统包括3部分 USB主机 USB设备和USB连接 USB设备与主机连接和进行通讯的方式 拓扑结构 层次性的星型拓扑结构 最多可以拥有127个外部设备 HUB也是外部设备 简述USB协议 续一 USB总线协议USB总线属于一种轮讯方式的总线 主机控制初始化所有的数据传输 每次总线传输最多传送3个信息包 令牌包 tokenpacket 数据包 datapacket 和握手包 handshakepacket 如图1 简述USB协议 续二 传输方式1 同步传输 占用大量USB带宽 有严格的时间间隔 又被称为实时流传输 2 控制传输 双向传输 该方式传输数据量一般 但要求交付无损且强调实时效果 3 中断传输 用于少量的 分散的 不可预知的数据传输 4 批量传输 用于大数据量传送和接收精确度较高的数据 且没有对带宽和时间间隔的要求 端点端点是USB中一个独特的概念 它是一个可以与USBHost交换数据的硬件单元 USBHost和USB设备之间都是通过端点来传输数据的 端点是桥梁和纽带 不同的端点其传输数据的能力不同 适于不同的应用场合 设备地址和端点号唯一的确定USB的一个通讯管道 pipe USB复位或重新启动后 USB的地址0和端点0所构成的默认通道就已经启动 简述USB协议 续三 标准描述表支持USB描述表为 设备描述表 配置描述表 接口描述表 端点描述表 按照USB协议 每个USB设备都有一个或多个配置 每个配置对应相应设备的一项功能 配置是接口的集合 通过接口指定设备如何进行USB互联 而接口又是一系列端点的集合 其结构为如下图的树形结构 简述USB协议 续四 简述USB协议 续五 USB设备类 简述USB协议 续五 各种主机介面的比较 USBMASSSTORAGEPROTOCOL USB国际组织定义了大容量存储设备类 MassStorageClass 的规范 这个类规范包括四个独立的子类规范 1 USBMassStorageClassControl Bulk Interrupt CBI Transport2 USBMassStorageClassBulk OnlyTransport3 USBMassStorageClassATACommandBlock4 USBMassStorageClassUFICommandSpecification USBMASSSTORAGEPROTOCOL续一 注意 配置描述表 接口描述表 端点描述表是同时返回的 标准描述表大容量存储设备类也遵循标准描述表的层次结构 但是它一般两个接口 三种类型的端点 设备描述表和配置描述表这两个描述表的结构和含义所有USB设备类几乎相同 这儿不再赘述 重点讲一下接口描述表和端点描述表 USBMASSSTORAGEPROTOCOL续二接口描述表 接口描述表续一 接口描述表的结构和含义在大容量存储类协议中需要指出的有三点 1 描述表中的bInterfaceClass域 必需为08h 用以说明设备为大容量存储系统 2 bInterfaceSubClass域用来指明设计所用的对设备进行控制的标准命令集 如01h表示ReducedBlockCommands 06h表示为SCSIcommandset 04h表示UFICommandset等 3 bInterfaceProtocol域表示存储设备设计用的传输方法 00h和01h说明使用CBI方式 50h说明使用的是Bulk Only方式 USBMASSSTORAGEPROTOCOL续三端点描述表 CBI传输规范则使用控制 Control 批量 Bulk 中断 Interrupt 三种类型端点进行数据 命令 状态传送 支持两种类型请求 完成各种数据的交换传输 1 标准USB设备请求 数据传输执行支持总线功能和相关功能 即完成枚举动作 建立起USB通讯功能 2 类特定请求 CBI方式的存储设备在控制端点上支持USB类相关命令 AcceptDevice SpecificCommand ADSC 此命令包含8字节 数据传输过程为主机由控制端点发出ADSC包 表明向设备发送对进行控制的标准命令 由接口描述表的bInterfaceSubClass域决定 接着是主机发送命令 然后设备根据命令进行相应的数据传输 主机接收数据 USBMASSSTORAGEPROTOCOL续四CBI Microsoft公司至windows98后 系统就支持Bulk Only标准 所以现在的大存储容量设备几乎都采用或支持Bulk Only方式 Bulk Only传输规范 系统通过默认管道进行枚举后 仅仅使用批量 Bulk 端点传送数据 命令 状态 而后的传输中 有三种类型的数据在USB和设备之间传送 CBW CSW和普通数据 USBMASSSTORAGEPROTOCOL续五Bulk Only Bulk Only命令 数据 状态传输流程图 Bulk Only续一CBW Bulk Only续二CBW SCSI指令集 Bulk Only的CBW中的CBWCB中的内容即为如下格式的命令块描述符 CommandBlockDescriptor SCSI 2有三种字长的命令 6位 10位和12位 SCSI指令集续一 对于不同的命令 其命令块描述符略有不同 其要求的返回内容也有所不同 以INQUIRY请求的命令块描述符和其返回内容的数据格式为例 SCSI指令集续二 SCSI指令集续二 返回数据 FileSystem FileSystem续一 簇号链 FAT表项 第00簇 第n1簇 第n2簇 第n3簇 第n4簇 该磁盘文件所占据的逻辑空间 簇号 n1n2n3n4 该磁盘文件所占据的物理空间 文件所占据的物理空间不一定连续性 FileSystem续二 TheFirmwareofTheSystem 在SPCA720系统上构筑USB主机功能使其实现通用PC的MASSSTORAGE主机功能 让系统可以把MassStorage中媒体数据解析播放出来 在设计系统过程中 我们把其驱动分为了三个层次来实现API 如下图 TheFirmwareofTheSystem续一 系统hardware TheFirmwareofTheSystem续二系统Software模块框架图 Q A Thanks