ARM和LINUX系统下嵌入式USB主机的设计（2） 数据线, LINUX, 控制器, 单片机, 寄存器

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图1 ARM 核心板的构成

Cypress公司的SL811HST芯片是一款嵌入式的USB主机/从机控制器，它的双功能端口既可作为USB主机又可作为从机来支持全速或低速的USB器件，能够与单片机、DSP和ARM等实现无缝接口。数据线为8位，只需要9根线用于系统的数据通讯，16个内部寄存器，可以对USBHost进行充分的控制。内部多达256字节的RAM，为USB传输建立了足够的缓冲区。它的主要优点有：通过其M/S引脚对主/从模式方便的进行选择；提供全速和低速2种USB总线速度方式；硬件自动产生帧起始包SOF和CRC5/16校验；片上集成了接口引擎（SIE）、单端口根Hub、USB收发器和256B的SRAM，其中0x00～0x0F共16个字节是寄存器区，其余的240B是数据缓冲区。

SL811HS只有一根地址线A0。A0=1用于设定偏移量，A0=0用于读写数据。读写数据应该首先指定偏移量，然后实现读取时序。A0与ARM的ADDR0相连。nCS和ARM的nGCS2相连，即把SL811HST分配到ARM的外部I/O口02。SL811HST与S3C44B0X的连接如图2所示：

图 2 SL811HST 与S3C44B0X 连接图

4 软件系统

本设计的软件系统是在Linux环境下编写调试运行的，前期工作为下载ucLinux内核包，打补丁包等。ucLinux是专门针对如ARM7这类无MMU的CPU而设计的，它主要由以下几个部分构成:BootLoader、内核初始化、系统调用函数/捕获函数、设备驱动和文件系统。其中BootLoader被用来初始化系统板上的硬件资源，必须根据系统板上不同的硬件资源进行相应的配置。本系统中主要是更改了FLASH和SDRAM的容量及数据宽度，开启了外部I/O口2并设定为8位数据宽度以用来配置SL811HST，并把它的基地址设定为0x012000000完成对源代码的修改之后就可以进行内核的编译。编译是在装有Linux及所需的交叉编译工具链的计算机上来进行的，编译生成的image.ram文件可以下载到SDRAM中直接运行，image.rom文件可以烧写到FLASH中，系统上电或重启后，将从FLASH的0x0地址处开始执行，对硬件资源进行初始化后进入ucLinux。

从Linux2.4内核以后，Linux的设备驱动中加入了对USB的支持，ucLinux也秉承了这一特点。本设计采用内核编译的方式加载USB驱动，将驱动程序的源代码加进ucLinux系统内核，编译移植到嵌入式系统，系统启动后将自动加载驱动。