基于单片机的USB主控器驱动设计

4.2 硬件初始化过程

当ISP1161x上电时，主控驱动程序（HCD）必须经过下列的顺序对硬件进行初始化，以便主控制器进入可操作状态。

检测主控制器，软件复位主控制器，配置HcHardwareConfiguration寄存器，配置中断；配置HcControl寄存器，配置HcFmInterval寄存器，配置根集线寄存器，设置ITL和ATL缓冲区长度，安装INT1中断服务程序。


4.2.1 检测主控制器

检测的工作由HCD完成的，HCD通过向寄存器HcScratch写一个值，接着从该寄存器读出，与刚才写入的值进行比较。如果写入的和读出的值相等，HCD得出结论：主控制器存在，对HcCHipID寄存器的读也被用来作为额外的条件来检测该寄存器。

4.2.2 主控制器的软件复位

软件复位主控制器通常包括2个步骤：复位主控制器；设置主控制器为RESET状态。

HCD通过设置在HcCommandStatus寄存器的HCR位来复位主控制器：



一旦主控制器复位了，HCD必须通过设置HcControl寄存器的HCFS字段为00B，以便使主控制器为RESET状态。

4.2.3 配置HcHardwareConfiguration寄存器

WRITE_REG16（hci，InterruptPinEnable|InterruptPin Trigger InterruptOutputPolarity |DataBusWidth16|AnalogOCEnable，HcHardwareConfiguration）；

上述这段代码表示将主控制器初始化为INT1允许，中断是边沿触发，中断的输出极性为高电平，数据线的宽度为16b，使用片上过流检测，模拟输入。

4.2.4 配置中断

主控制器ISP1161x有2组中断源，第一组包含USB事件产生的中断，比如Startof Frame，调度溢出和根集线器状态改变，这些中断的发生由HcInterruptEnable和HcInterruptDisable寄存器联合控制，而每个中断的状态由HcInterruptStatus寄存器标识。

第二组是主控制器中状态变化所引起的中断，比如，主控制器延迟所产生的中断，同样，在第一组中断中的任何组合是第二组中断的中断源。

4.2.5 配置HcFmInterval寄存器

HcFmInterval寄存器的14位值[FrameInteral，FI]用于表示一帧之内所占用的比特时间（在2个连续的SOFs，15位的值[FSLargestDataPacket，PSMPS）用于表示在没有引发调度溢出下可发送或接收全速最大包大小，FI，PSMPS的推荐值为0x2EDF和0x2778，所以将调用下列语句对该寄存器进行初始化：

WRITE_REG32（hci，0x2EDF|（0x2778＜＜16），HcFmInterval）；

4.2.6 配置Root Hub（根集线器）寄存器

随着初始化的深入，下面的专门针对根集线器3个寄存器也必须初始化：HcRhDescriptorA，HcRhDescriptorB 和 HcRhStatus，前2个寄存器是根据电路板的制作自动由ISP1161x配置的，这2个寄存器均用来描述根集线器的特性。

HcRhStatus被划分为2个部分，低字部分表示集线器状态，而高字部分表示集线器状态的改变，还有保留部分必须被初始化为逻辑0。

4.2.7 设置ITL和ATL缓冲区的长度

主控制器ISP1161x内部的FIFO缓冲区有4kb/s，而这4k将被ATL和ITL划分为2部分，分由HcATLBufferLength和HcITLBufferLength寄存器表示，ITL缓冲区又进一步被分为2个相同的ITO0和ITD01缓冲区，ATL缓冲区必须存在，因为ATL缓冲区用于控制，中断和大批量传输，而ITL的存在与否是可选的。

4.2.8 设置INT1中断的服务程序

如果在主控制器中发生一个或多个中断，ISP1161x的INT1引脚将会通知微处理器，在本项目中，INT1的引脚直接接在ARM的INT0引脚上，驱动程序通过Linux提供的函数request_irq向操作系统申请中断号，并在此函数中向操作系统提供中断处理函数。

request_irq（irq，hc_interrupt，0，"ISP116x"，hci）

irq为中断号；hc_interrupt为中断处理函数，0为中断标记，"ISP116x"表示中断设备名称；hci在此表示中断设备号。

5 在μClinux中编译USB主控驱动

接下来就如何将驱动文件编译到嵌入式操作系统做一个简要说明。

（1）将上述文件拷贝到drivers/USB/

（2）编辑Drivers/USB/Makefile文件，添加以下内容：

obj-$（CONFIG_USB_ISP1161）+=hc_isp1161.o

（3）编辑driver/USB/config.in文件，添加如下内容：

Dep_tristat iisp1161（Philips）support iCONFIG_USB_ISP1161 $ CONFIG_USB

（4）编译μClinux内核

编译成功后把生成的映象文件用JTAG烧写器烧写到开发板的ROM中，启动后进行验证实现了对ISP1161A1的控制。

6 结语

ISP1161A1使得在嵌入式系统中实现USB HOST变得十分简单方便，便于嵌入式系统中USB的普及。

一个USB HOST要完成的功能因为需求不同，所使用的协议也不尽相同，有的采用中断传输，有的采用同步传输，USB主机技术在嵌入式系统的应用主要是针对某一种USB设备或集中设备，因而嵌入式系统上可以只固化某几种协议，该技术的应用可以使得在嵌入式系统上轻松接入USB外设、扩展系统的功能、提高仪器的使用灵活性。USB主机技术在嵌入式系统上的应用会有更广泛更美好的前景。