USB开发基础:USB设备的开发流程

设备系统需求分析是进行USB设备设计的第一步,通过对USB设备功能特性和USB主机端操作系统的分析,可以获得实现该USB设备的软

在该阶段,设计者需要充分了解该设备的应用环境(如USB主机的软件、硬件平台),这样以用来确定是否需要提供USB主机端相关软件工作,以便该设备能得到广泛地应用。为了提供合理的软硬件设计方案,设计者还需要充分了解市场上的USB接口芯片,不同的USB接口芯片在USB协议上有着不同程度的支持,比如,对数据包地址的硬件自动识别、CRC16和CRC5的自动生成等等。

当然,在确定具体的软硬件需求时,产品的开发费用和开发周期也是必须考虑的因素。

通过设备系统需求分析,以及对市场上USB接口芯片的充分了解,设计者必须确定相应的设备硬件结构以及可能采用的硬件。在选择器件时,需要考虑到器件体积、功耗等,因为,小的设备功耗,有利于采用总线供电模式。必须通过设备系统的功耗来确定是否需要提供本地电源。

在确定了设备的硬件结构以后,该设备的软件结构就会同时产生。不同的硬件平台,可能需要不同程度的软件支持。

在选定USB控制芯片以后,如果是带USB接口的单片机,则是一般单片机应用系统的开发;反之,就是如何把USB接口芯片与单片机应用系统融合的问题。一般USB接口芯片都支持多种并行总线结构(复用/非复用),可以方便的与多种单片机接口。硬件设计中要注意的就是USB接口芯片的时钟速度比较高,所以匹配网络的设计以及PCB布线、设备软件设计

USB设备的软件设计主要包括两部分:一是USB设备端的软件开发,主要完成USB协议处理与数据交换以及其它应用功能程序。二是主机端的程序,由USB通信程序(驱动程序)和用户服务程序两部分组成,主机端用户服务程序通过USB通信程序(驱动程序)与系统USBDI(USB Device Interface)通信,由系统完成USB协议的处理与数据传输。主机端程序的开发难度比较大,程序员不仅要熟悉USB协议,如果需要开发主机端驱动程序的话,还要熟悉主机端操作系统(如常用的WINDOWS系统)体系结构并能熟练运用DDK工具(驱动程序开发工具)。

要快捷、成功的开发一个USB设备,正确、合理的调试方法是必不可少的环节。调试基本分三步进行:首先对外部设备(单片机部分)借助PC调试软件(常用的有:bus hound、USB MONITOR,某些芯片生产商还提供针对特定芯片的调试软件)将设备端的USB协议(主要有描述符请求、端口配置、地址设置以及基本数据交换)调通(当然我们还可以使用USB分析仪等开发设备,但此类设备一般比较昂贵)。然后,用调试好的USB设备接口来开发、调试PC软件,这一步相对比较容易。最后,加上USB设备端的其它用户程序,对整个完整的系统进行系统调试。

USB开发基础:USB设备的开发流程

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