基于嵌入式USB的以太网应用系统设计
系统软件主要由嵌入式TCP/IP程序和嵌入式USB两个部分组成。系统程序通过收到的以太网数据包的类型来进行相应的处理，完成特定的功能。例如通过以太网远程登陆的方式浏览和修改本地数据，达到本地数据网络共享的目的。
3.1嵌入式TCP/IP实现
嵌入式TCP/IP实现包括以太网控制器ENC28J60底层驱动、TCP/IP协议。ENC28J60 可与许多主控制器上的SPI接口直接相连。此器件只支持SPI 的0,0模式。另外，SPI 端口要求SCK 在空闲状态时为低电平，不支持时钟极性选择。在SCK 的每个上升沿移入数据，命令和数据通过SI 引脚送入器件。 ENC28J60在SCK的下降沿从SO引脚输出数据。当执行操作时CS 引脚必须保持低电平，当操作完成时返回高电平［4］。
3.1.1ENC28J60底层驱动
在使用ENC28J60发送和接收数据包前，必须对器件进行初始化设置。根据应用的不同，一些配置选项可能需要更改。通常初始化任务会在复位之后立即完成，并且不再需要更改。初始化任务主要包括：（1）初始化接收缓冲器：在接收数据包前，必须编程ERXST和ERXND指针来对接收缓冲器进行初始化。ERXST与ERXND之间的存储空间专供接收硬件使用。（2）初始化发送缓冲器：所有未被用作接收缓冲器的存储空间都将作为发送缓冲器，故不需要专门对发送缓冲器进行专门的初始化。（3）等待OST：如果在上电复位后立即进行初始化，应查询ESTAT.CLKRDY位，确保在开始修改MAC和PHY寄存器前已经经过足够长的时间。（4）PHY初始化：PHY寄存器不能通过SPI控制接口直接访问，而是通过一组带有MIIM的特殊MAC控制寄存器来完成的。程序中在配置LED时用到了PHY写函数。写PHY寄存器时，先将PHY寄存器的地址写入MIREGADR，然后将要写入高低8位的内容分别写入MIWRH、MIWRL即可。
发送数据包时，ENC28J60会自动生成前导符和帧起始定界符。此外MAC还可以根据配置自动生成填充和CRC字段。主控制器要生成所有其他帧字段，并将他们写入缓冲器，以待发送。此外，ENC28J60还要求在待发送的数据包前添加一个包的控制字节。接收数据包时可以使用中断的方式，也可以使用查询的方式。由于本设计对实时性要求不是很高，故采用查询的方式。如果有数据包到达，ENC28J60将置位EIR寄存器的PTKIF位。程序运行时不断地查询该位以判断有无数据包到达。
3.1.2 以太网数据包处理
网络协议通常是在不同的协议层上进行开发，每一层负责不同的通信功能。TCP/IP 协议是一组不同层次上的多个协议的组合。当系统收到以太网的数据时，数据就开始从协议中由数据链路层逐层剥离其中各层协议所加的首部。主程序按照以太网数据帧分用的思路进行编制，程序框架如图4所示。本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/152024.htm
图4
3.2 嵌入式USB实现［5-6］
嵌入式USB软件主要分成4个部分：SL811HS初始化、USB设备的识别及配置、海量存储协议和FAT文件系统。SL811HS共有16个配置寄存器，其中00-04H、08H-0CH是USB-A、USB-B的工作配置寄存器，05H是控制寄存器1，06H是中断使能寄存器，07H的各位均为保留位，0DH为状态寄存器，0EH为SOF计数寄存器，0FH为SOF计数寄存器的高位和控制寄存器2。在SL811HS上电开始工作之后，首先将寄存器05H的第3位置1，延时30 ms后清零，便可以对USB总线复位；然后在06H寄存器中写入61H，使能设备检测中断。
当有设备插入时，会使SL811HS的D+管脚置高，SL811HS的寄存器0DH的第7位置1并产生中断，系统会识别到有USB设备插入，即可对USB设备进行配置了。通过标准设备请求函数ClearFeaure（）、GetConfiguration（）、GetDescriptor（）、SetAddress（）等函数完成对设备的配置。
本系统可以检测U盘的状态(如接入、拔出)，通过网络对U盘的访问，包括创建文件、目录和读写文件等，实现了USB设备网络共享的目的。 但是由于不同USB设备的驱动通常也不同，USB作为嵌入式应用时不可能像PC机操作系统把所有的驱动都装上。但是随着嵌入式技术的发展，可以采用网络更新驱动的方式，只要某种USB设备接上就可以通过更新系统的固件，达到识别该设备和使用该设备的目的。这也是本系统目前这也是本系统目前需要完善的地方。
评论