【正文】 B 傳輸叫作一個(gè)事務(wù)。從上面的討論可以看出，每個(gè) USB 事務(wù)涉及的對(duì)象是 USB 控制器以及 USB 設(shè)備終端。每一個(gè) USB 設(shè)備終端是一個(gè)可以存儲(chǔ)多個(gè)字節(jié)的緩沖器，通常它是數(shù)據(jù)內(nèi)存的一塊或控制器芯片的一個(gè)寄存器。在 USB控制器上與之對(duì)應(yīng)的是一組緩沖區(qū)。一個(gè) USB 設(shè)備 可能具有多個(gè)終端。其中 編號(hào)為 0 的終端為控制終端，一般來(lái) 說(shuō)它是 USB 設(shè)備中唯一支持雙向傳輸(SETUP 類型傳輸)的終端，其他的終端只能支持 單向傳輸(OUT 傳輸或 IN 傳輸)[28][29][30][31]。USB 被設(shè)計(jì)為可以處理對(duì)傳輸速率、響應(yīng)時(shí)間和錯(cuò)誤校正有不同要求的多種外設(shè)。它有四種傳輸類型：控制傳輸、批量傳輸、中斷 傳輸 和等時(shí)傳輸，并且一個(gè)外 設(shè)可以支持它最適合的傳輸類型。 SG850 的 USBDC 設(shè)備控制器寄存器描述1． MEMORY 地址空間映射MEMORY 地址空間映射表如圖 所示，其中 BASE 地址為 0x_80001_0000。圖 MEMORY 地址空間映射表2． 相關(guān)寄存器說(shuō)明● ivec 中斷向量寄存器中斷向量寄存器 USB 設(shè)備控制器的中斷向量，當(dāng) USB 設(shè)備控制器通過(guò)設(shè)置 usbirq信號(hào)為高，產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷向量寄存器將被更新， 標(biāo)識(shí)中斷源?！?Usbirq 中斷請(qǐng)求寄存器sudavir：SETUP 數(shù)據(jù)有效中斷請(qǐng)求，當(dāng) USB 設(shè)備控制器接收到一個(gè)有效的 SETUP數(shù)據(jù)包時(shí)，對(duì)該位置 1。該位寫 1，清除中斷 請(qǐng)求。Sofir：startofframe 中斷請(qǐng)求，當(dāng) USB 設(shè)備控制器接收到一個(gè)有效的 SOF 數(shù)據(jù)包時(shí)，對(duì)該位置 1。該位寫 1，清除中斷 請(qǐng)求。Sutokir：SETUP token 中斷請(qǐng)求，當(dāng) USB 設(shè)備控制器接收到一個(gè)有效的 SETUPtoken 時(shí)， 對(duì)該位置 1。該 位寫 1，清除中斷 請(qǐng)求。Suspir：USB suspend 中斷 請(qǐng)求，當(dāng) USB 設(shè)備控制器檢測(cè)到 USB SUSPEND 標(biāo)識(shí)時(shí)，對(duì)該位置 1。該位寫 1，清除中斷 請(qǐng)求。Uresir：USB reset 中斷請(qǐng)求，當(dāng) USB 設(shè)備控制器檢測(cè)到 USB 總線復(fù)位時(shí)，對(duì)該位置 1。該位寫 1，清除中斷請(qǐng)求?！?out1bc 端點(diǎn) 1 的 BULK OUT 字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器Out1bc 寄存器包含上次從 host 傳送到 OUT 1 端點(diǎn)的字節(jié)數(shù)。Out1bc 是只讀寄存器，通過(guò) CUSB 修改。當(dāng)寄存器 值不為 0 時(shí)， BulkOut 中斷開啟。● inlbc 端點(diǎn) 1 BULK IN 字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器在寫入了 IN 1 端點(diǎn)緩沖 buffer 后，微控制器應(yīng)將緩沖 buffer 中的字節(jié)數(shù)寫入寄存器 in1bc。寫寄存器 in1bc 時(shí)將 in1bsy 位置為 1，實(shí)現(xiàn) IN 1 端點(diǎn)的待啟動(dòng)狀態(tài)。當(dāng) host 為端點(diǎn) IN 1 傳送 IN 信號(hào)且 in1bsy 位為 1 時(shí)，CUSB 將響應(yīng)一個(gè) in0bc大小的數(shù)據(jù)包。當(dāng)寄存器值 不為 0 時(shí)候， BulkIn 中斷開啟。下面分別列舉與不同端點(diǎn)相關(guān)的寄存器：其中表 為 EP0 相關(guān)寄存器，表 為 BULK IN EP 相關(guān)寄存器，表 為BULK OUT EP 相關(guān)寄存器（其中 x=1），表 為中斷向量表格。SFR 名稱 位名稱 位描述Usbien(0) sudavie Setup 數(shù)據(jù)有效中斷使能位Usbien(2) sutokie Setup 協(xié)議幀有效中斷使能位Usbirq(0) Sudavir Setup 數(shù)據(jù)有效中斷請(qǐng)求位Usbirq(2) Sutokir Setup 協(xié)議幀有效中斷請(qǐng)求位Setupdat0setupdat7 Setup data buffer 8 字節(jié) setup 數(shù)據(jù)包In07irq(0) In0ir 端點(diǎn) 0 BULK IN 中斷請(qǐng)求Out07irq(0) Out0ir 端點(diǎn) 0 BULK OUT 中斷請(qǐng)求In07ien(0) Out0ir 端點(diǎn) 0 BULK IN 中斷使能Out07ien(0) In0ien 端點(diǎn) 0 BULK OUT 中斷使能Ep0cs(0) Out0ien 端點(diǎn) 0 停止位Ep0cs(1) hsnak NAK 握手信號(hào)Ep0cs(2) register 端點(diǎn) 0 BULK IN 忙標(biāo)識(shí)Ep0cs(3) register 端點(diǎn) 0 BULK OUT 忙標(biāo)識(shí)In0bc Inbsy 端點(diǎn) 0 BULK IN 字節(jié)計(jì)數(shù)器Out0bc outbsy 端點(diǎn) 0 BULK OUT 字節(jié)計(jì)數(shù)器表 EP0 相關(guān)寄存器SFR 名稱 位名稱 位描述In07val(1) In1val 端點(diǎn) 1 BULK IN 有效 標(biāo)識(shí)位Usbpair Register 端點(diǎn)對(duì)寄存器In07ien(1) In1ien 端點(diǎn) 1 BULK IN 中斷使能In1buf buffer 64 字節(jié)端點(diǎn) 1 緩沖寄存器In1bc register 端點(diǎn) 1 BULK IN 字節(jié)計(jì) 數(shù)寄存器In1cs(0) In1stl 端點(diǎn) 1 BULK IN 停止位In1cs(1) In1bsy 端點(diǎn) 1 BULK IN 忙標(biāo)識(shí) 位表 BULK IN EP 相關(guān)寄存器（其中 x=1）SFR 名稱 位名稱 位描述In07irq(1) In1ir 端點(diǎn) 1 BULK IN 中斷請(qǐng) 求標(biāo)識(shí)位Out07val(1) Out1val 端點(diǎn) 1 BULK OUT 有效 標(biāo)識(shí)位Usbpair Register 端點(diǎn)對(duì)寄存器Out07ien(1) Out1ien 端點(diǎn) 1 BULK OUT 中斷使能位Out1buf buffer 64 字節(jié)端點(diǎn) 1 緩沖寄存器Out1bc register 端點(diǎn) 1 BULK OUT 字節(jié)計(jì) 數(shù)寄存器Out1cs(0) Out1stl 端點(diǎn) 1 BULK OUT 停止位Out1cs(1) Out1bsy 端點(diǎn) 1 BULK OUT 忙 標(biāo)識(shí)位Out07irq(1) Out1ir 端點(diǎn) 1 BULK OUT 中斷 請(qǐng)求標(biāo)識(shí)位表 BULK OUT EP 相關(guān)寄存器（其中 x=1）中斷源 SFR 位 寄存器 ivec 的值Sudav Usbirq(0) 0x00hSof Usbirq(1) 0x04hSutok Usbirq(2) 0x08hSuspend Usbirq(3 0x0ChUsbreset Usbirq(4) 0x10hEp0in In07irq(0) 0x18hEp0out Out07irq(0) 0x1ChEp1in In07irq(1) 0x20hEp1out Out07irq(1) 0x24h表 中斷向量表格依據(jù)表 ，通過(guò)判斷 ivec 的值確定中斷源，同 時(shí)通過(guò)設(shè)定相應(yīng)的 SFR 來(lái)清除中斷標(biāo)志。3． RAM 說(shuō)明RAM 用途： Endpoint0 ControlIn Buffer (64Byte)Endpoint0 ControlOUT Buffer (64Byte)Endpoint1 BulkIN Buffer (64Byte)Endpoint1 BulkOUT Buffer (64Byte)每個(gè)端點(diǎn)有 64 個(gè) Byte 的緩沖。 固件程序設(shè)計(jì)流程USB 組織定義了海量存儲(chǔ)設(shè)備類（Mass Storage Class）的規(guī)范，這個(gè)類規(guī)范包括四個(gè)獨(dú)立的子類規(guī)范，即：(1) USB Mass Storage Class Control/Bulk/Interrupt (CBI) Transport；(2) USB Mass Storage Class BulkOnly Transport ；(3) USB Mass Storage Class ATA Command Block ；(4) USB Mass Storage Class UFI Command Specification。前兩個(gè)子規(guī)范定義了數(shù)據(jù)/命令/狀態(tài)在 USB 上的傳輸方法。BulkOnly 傳輸規(guī)范僅僅使用 Bulk 端點(diǎn) 傳送數(shù)據(jù) /命令/狀態(tài)，CBI 傳輸規(guī)范 則使用 Control/Bulk/Interrupt 三種類型的端點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)/命令/狀態(tài)傳送。后兩個(gè)子規(guī)范則定義了存儲(chǔ)介質(zhì)的操作命令。ATA命令規(guī)范用于硬盤，UFI 命令規(guī)范是針對(duì) USB 移動(dòng)存儲(chǔ)。其中 USB 移動(dòng)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)[32][33][34]如圖 所示。圖 USB 移動(dòng)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) Microsoft Windows 中提供對(duì) Mass Storage 協(xié)議的支持，因此 USB 移動(dòng)設(shè)備只需要遵循 Mass Storage 協(xié)議來(lái)組織數(shù)據(jù)和處理命令，即可實(shí)現(xiàn)與 PC 機(jī)交換數(shù)據(jù)。而Flash 的存儲(chǔ)單元組織形式采用 FAT16 文件系統(tǒng)，這樣，就可以直接在 Windows 的瀏覽器中通過(guò)可移動(dòng)磁盤來(lái)交換數(shù)據(jù)了，Windows 負(fù)責(zé)對(duì) FAT16 文件系統(tǒng)的管理，USB 設(shè)備不需要干預(yù) FAT16 文件系統(tǒng)操作的具體細(xì)節(jié)。在本項(xiàng)目中，采用 BulkOnly 傳輸方式，將音頻設(shè)備做成一個(gè)海量存儲(chǔ)器，使嵌入式控制器具有 U 盤功能，從而與 PC 機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，其中儲(chǔ)存介質(zhì)采用 32M * 8BitNAND FLASH K9F5608。1． 主程序在音頻系統(tǒng)中，設(shè)備與 PC 機(jī)的嵌入式 USB 設(shè)備通信主程序如圖 所示。圖 主程序流程圖可以看出，當(dāng)音頻設(shè)備連接主機(jī)后，首先通過(guò)控制端點(diǎn) 0 對(duì) USB 設(shè)備進(jìn)行枚舉和配置，USB 主機(jī)發(fā)出 USB 標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求（SetAddress、Set Configuration、Get Descriptor 等），這時(shí) USB 設(shè)備需要返回正確的設(shè)備描述符（描述符描述設(shè)備、配置、接口或端點(diǎn)的一般信息，規(guī) 定了設(shè)備所使用的 協(xié)議、端點(diǎn)情況等。USB 主機(jī)唯一通過(guò)描述符了解設(shè)備的有關(guān)信息，根據(jù)這些信息，建立起通信。主機(jī)可以得知設(shè)備的相關(guān)信息并對(duì)其進(jìn)行配置，音頻設(shè)備被主機(jī)識(shí)別為采用 BulkOnly 協(xié)議的 Mass Storage 設(shè)備。對(duì)于一個(gè) USB Mass Storage 設(shè)備而言，必須支持三個(gè)端點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理。0 號(hào)端點(diǎn)：控制端點(diǎn)，用于控制傳輸，主機(jī)通 過(guò)與端點(diǎn) 0 相對(duì)應(yīng)的管道來(lái)讀取設(shè)備描述符，完成對(duì)設(shè)備地址的設(shè)置，并完成配置。此端點(diǎn)為雙向數(shù)據(jù)傳輸端點(diǎn)。兩個(gè)非 0 端點(diǎn)：批量傳輸端點(diǎn)。這種端點(diǎn)為單向數(shù)據(jù)傳輸端點(diǎn)，分 別為 BulkIn 端點(diǎn)和 BulkOut 端點(diǎn)。SG850 提供 Mass Storage 設(shè)備工作在批量傳輸時(shí)所需要的三個(gè)端點(diǎn)。最開始 USB標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求是通過(guò)端點(diǎn) 0 發(fā)給 USB 設(shè)備的。函數(shù) usb_intr()就是用來(lái)響應(yīng) USB 配置過(guò)程的，分別響應(yīng)主機(jī)發(fā)出的 Set Address、SetConfiguration、Get Descriptor 等標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求。Get Descriptor 要求 USB 設(shè)備向主機(jī)傳送相應(yīng)的描述符，程序里面定義了設(shè)備描述符 Device_Descriptor[]、Configuration_Descriptor[]據(jù)結(jié) 構(gòu)，后者包括端點(diǎn)描述符等。 Set Address 將為設(shè)備分配一個(gè)有效地址，此 請(qǐng)求不要求向主機(jī)回傳數(shù)據(jù)，但必須返回狀態(tài)。Set Configuration 的作用是為設(shè)備選擇一個(gè)配置。usb_intr() 函數(shù)調(diào)用 Set_Address()、Get_Descriptor()、Set_Configuration()三個(gè)函數(shù)完成上述配置過(guò)程的具體工作。配置工作流程如圖 所示，其中省略了對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)求的處理。配置完成后， 進(jìn)入 Bulk－Only 傳輸方式。在此方式下，USB 與設(shè)備間的所有數(shù)據(jù)均通 過(guò) Bulk－In 和 Bulk－Out 來(lái)進(jìn)行傳輸，不再通過(guò)控制端點(diǎn)傳輸任何數(shù)據(jù)。在 這種傳輸方式下，有三種 類型的數(shù)據(jù)在 USB 和 設(shè)備 之間傳送，CBW、CSW 和普通數(shù)據(jù)。CBW（Command Block Wrapper，即命令塊包）是從 USB Host 發(fā)送到設(shè)備的命令，命令格式遵從接口中的 bInterfaceSubClass 所指定的命令塊，這里為 SCSI 傳輸命令集。 USB 設(shè)備需要將 SCSI 命令從 CBW 中提取出來(lái)，執(zhí)行相應(yīng)的命令。完成以后，向 Host 發(fā)出反映當(dāng)前命令執(zhí)行狀態(tài)的 CSW（Command Status Wrapper，即命令狀態(tài)包），Host 根據(jù) CSW 來(lái)決定是否繼續(xù)發(fā)送下一個(gè) CBW 或是數(shù)據(jù)。Host 要求 USB 設(shè)備執(zhí)行的命令可能為發(fā)送數(shù)據(jù)，則此時(shí)需要將特定數(shù)據(jù)傳送出去，完畢后發(fā)出 CSW，以使 Host 進(jìn)行下一步的操作。 BulkOnly 傳輸協(xié)議中傳輸流程如圖 所示。圖 設(shè)備配置工作流程圖 BulkOnly 傳輸協(xié)議中傳輸流程示意圖2． BulkOut 端點(diǎn)中斷處 理主程序中 BulkOut 端點(diǎn)中斷處理流程如圖 所示。圖 BulkOut 端點(diǎn)中斷處理流程圖當(dāng) Bulk_Out 端點(diǎn)發(fā)生中斷 時(shí)，判斷收到的是協(xié)議內(nèi)容還是數(shù)據(jù)，如果是協(xié)議內(nèi)容，則要對(duì)協(xié)議包進(jìn)行解析，根據(jù)協(xié)議中的內(nèi)容得到 SCSI 命令，然后再根據(jù)這些命令處理相應(yīng)的請(qǐng)求。對(duì)于海量存儲(chǔ)類設(shè)備， USB 協(xié)議中約定了幾類不同的命令集，屬于海量存儲(chǔ)類設(shè)備的子類，給不同的 設(shè)備用。例如，子類號(hào) 02 為 DVD 設(shè)備，04 為軟盤驅(qū)動(dòng)器，06 為通用 SCSI 類設(shè)備 。在本例中，配置為軟盤驅(qū)動(dòng)器類設(shè)備。主機(jī)向設(shè)備發(fā)送的命令都屬于 UFI 命令集。由于 實(shí)現(xiàn)的功能為大文件的傳輸，故只對(duì)少數(shù)幾個(gè)命令提供了支持，如讀 磁盤扇區(qū)、寫磁盤扇區(qū)、查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)。 執(zhí)行完后，U