s3c2440的USB主机控制器

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s3c2440的USB主机控制器

s3c2440提供了USB主机接口，它与OHCI v1.0完全兼容。要使用该功能，就必须熟悉OHCI v1.0规范；而要熟悉OHCI v1.0规范，那么还必须先熟悉USB v1.1协议。因此涉及到该部分的内容较多，要想正确使用s3c2440所提供的USB主机接口也不是一件容易的事情。在这里，我主要介绍USB设备枚举过程中所涉及到的一些知识，并给出具体的实现程序。

OHCI（Open HCI）是目前使用比较广泛的三种USB主机控制器规范之一。USB体系结构是由四个主要部分组成：客户软件/USB驱动，主机控制器驱动（HCD），主机控制器（HC）和USB驱动。前两者由软件实现，后两者由硬件实现。而OHCI就是规范了主机控制器驱动和主机控制器之间的接口，以及它们的基本操作。在主机控制器驱动和主机控制器之间，有两个通信通道，第一个是应用位于HC的一套可操作寄存器，它们包括控制寄存器、状态寄存器和列表指针寄存器；另一个通道是应用称为主机控制器通信域（HCCA）的共享内存。

USB定义了四种数据传输类型：控制传输、批量传输、中断传输和同步传输。在OHCI规范中把数据传输类型分为两类：周期传输和非周期传输。同步传输和中断传输属于周期传输，控制传输和批量传输属于非周期传输。USB定义了每帧的周期为1.0毫秒，为了保证每一帧都能发生周期传输和非周期传输，一般地，OHCI把每一帧的带宽分为四个部分，首先是发送SOF，然后是非周期传输，紧接着是周期传输，如果周期传输完毕后，还有时间，则剩余的时间仍然留给非周期传输。

端点描述符（ED）和传输描述符（TD）是两个最基本的通信模块。ED包含了一个端点的信息，它被HC用来管理使用端点。ED的典型参数包括端点地址、传输速度、最大数据包大小，另外ED还提供了TD链表的停靠地（锚点）。TD是一个依赖于ED的内存缓存区，用于与端点之间进行数据传输。当HC存取一个ED，并且找到一个有效的TD地址时，则HC就完成了一个简单的与端点之间的传输任务，这个端点是由ED确定，而所存取的数据内存地址由TD指定。当所有的被TD所定义的数据传输完毕后，TD就从ED中解链出来，并链接到完成列表中。这个完成列表能够被HCD所处理，以提供一些完成信息。

ED的数据结构长度为16字节，它的数据域有：

FA：USB的功能地址；

EN：USB功能内的端点地址；

D：数据流的传输方向，是IN，OUT，还是有TD来决定传输方向；

S：速度，全速还是低速；

K：用于设置跳过当前ED；

F：链接于ED的TD的形式，是通用TD格式还是同步TD格式；

MPS：数据传输的最大字节大小；

TailP：TD列表的尾指针；

H：用于停止当前TD列表的处理；

C：数据翻转进位位；

HeadP：TD列表的头指针；

NextED：下一个要处理的ED指针。

根据上述说明，我们可以定义ED为下面的数据类型：

typedef struct _ED {

volatile unsigned int Control;

volatile unsigned int TailP;

volatile unsigned int HeadP;

volatile unsigned int NextEd;

} ED, *P_ED;

由于ED必须是16字节地址对齐形式，因此我们必须用下面的形式来声明它的变量：

__align(16) ED ed;

我们可以用下面的函数来创建一个ED：

__inline void CreateEd(

unsigned int EDAddr, //ED地址指针

unsigned int MaxPacket, //MPS

unsigned int TDFormat, //F

unsigned int Skip, //K

unsigned int Speed, //S

unsigned int Direction, //D

unsigned int EndPt, //EN

unsigned int FuncAddress, //FA

unsigned int TDQTailPntr, //TailP

unsigned int TDQHeadPntr, //HeadP

unsigned int ToggleCarry, //C

unsigned int NextED) //NextED

{

P_ED pED = (P_ED) EDAddr;

pED->Control = (MaxPacket << 16) | (TDFormat << 15) |(Skip << 14) | (Speed << 13)

| Direction << 11) | (EndPt << 7) | FuncAddress;

pED->TailP = (TDQTailPntr & 0xFFFFFFF0);

pED->HeadP = (TDQHeadPntr & 0xFFFFFFF0) | (ToggleCarry << 1);

pED->NextEd = (NextED & 0xFFFFFFF0);

}

TD共有两种类型：通用TD和同步TD。通用TD用于中断、控制和批量端点，同步TD用于同步传输。在这里，我们只给出通用TD的数据结构和定义。

通用TD的数据结构长度也是16字节，它的数据域有：

R：缓存凑整，用于设置是否需要最后一个数据包的长度与所定义的长度一致；

DP：方向，是IN，OUT，还是SETUP；

DI：延时中断；

T：数据翻转；

EC：传输错误计数；

CC：条件码，为上一次企图传输的状态；

CBP：将要被传输的数据内存物理地址；

NextTD：下一个TD；

BE：将要被传输的数据内存物理末字节地址；

根据上述说明，我们可以定义通用TD为下面的数据类型：

typedef struct _TD {

volatile unsigned int Control;

volatile unsigned int CBP;

volatile unsigned int NextTD;

volatile unsigned int BE;

} TD, *P_TD;

由于通用TD必须是16字节地址对齐形式，因此我们必须用下面的形式来声明它的变量：

__align(16) TD td[4];

我们可以用下面的函数来创建一个通用TD：

__inline void CreateGenTd(

unsigned int GenTdAddr, //TD地址指针

unsigned int DataToggle, //T

unsigned int DelayInterrupt, //DI

unsigned int Direction, //DP

unsigned int BufRnding, //R

unsigned int CurBufPtr, //CBP

unsigned int NextTD, //NextTD

unsigned int BuffLen) //被传输的数据长度，由该变量可以得到BE

{

P_TD pTD = (P_TD) GenTdAddr;

pTD->Control = (DataToggle << 24) | (DelayInterrupt << 21)

| (Direction << 19) | (BufRnding << 18);

pTD->CBP = CurBufPtr;

pTD->NextTD = (NextTD & 0xFFFFFFF0);

pTD->BE = (BuffLen) ? CurBufPtr + BuffLen - 1 : CurBufPtr;

}

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