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USB的开发和设计

作　者: 樊巍
导　师: 高有行
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 通用串行总线彩色喷墨绘图机固件开发
分类号: TP334.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

本论文主要目的是利用USB为彩色宽幅绘图机提供一种高速可靠的数据传输的设计和实现，从而使绘图机能够高速准确地绘制图形。本论文第一部分详细论述了USB1.1规范的核心内容，给出了USB开发所需的主要基础知识和设计思路。第二部分分析了USB1.1规范所能提供的实际最大带宽。第三部分从硬件、固件和主机程序三个部分给出了具体的工程实现。本论文采用的USB这种传输方式，克服了以往绘图机利用并行电缆带来地低速、迮线复杂等种种缺点，为绘图机的数据传输提供了一种崭新的新型接口。

全文目录

第一章绪论  7-9
  1．1 论文选题背景  7
  1．2 论文的主要工作  7-9
第二章 USB协议分析  9-39
  2．1 USB概述  9-11
    2．1．1 USB系统的组成  9-10
    2．1．2 总线协议  10
    2．1．3 数据流类型  10-11
  2．2 USB硬件元素  11-12
    2．2．1 连接器  11
    2．2．2 数据线  11
    2．2．3 检测设备连接和速度  11-12
    2．2．4 NRZI编码  12
  2．3 USB数据流模型  12-17
    2．3．1 总线拓扑  13-15
    2．3．2 USB通信流  15-17
      2．3．2．1 设备应用功能点  16-17
      2．3．2．2 管道  17
  2．4 传输和事务处理  17-27
    2．4．1 传输类型  17-21
      2．4．1．1 简介  17-18
      2．4．1．2 块传输  18
      2．4．1．3 控制传输  18-20
      2．4．1．4 中断传输  20
      2．4．1．5 同步传输  20-21
    2．4．2 USB事务处理  21-27
      2．4．2．1 USB信息包  22-25
      2．4．2．2 USB事务处理  25-27
  2．5 USB电源管理  27-29
    2．5．1 USB电源简介  27
    2．5．2 USB设备的挂起  27-29
      2．5．2．1 全局挂起  28
      2．5．2．2 选择性挂起  28-29
  2．6 USB配置  29-33
    2．6．1 概述  29-30
    2．6．2 USB设备状态  30-32
    2．6．3 配置模型  32-33
  2．7 USB主机软件  33-39
    2．7．1 主机软件概述  33-34
    2．7．2 软件组成  34-36
    2．7．3 USB驱动程序  36-39
      2．7．3．1 配置管理  36-38
      2．7．3．2 总线管理  38
      2．7．3．3 数据的传输管理  38
      2．7．3．4 提供客户程序服务  38-39
第三章 USB设备带宽分析  39-45
  3．1 USB系统的传输能力分析  39-41
  3．2 USB控制芯片对带宽的影响  41-45
第四章方案设计  45-51
  4．1 总体设计方案  45
  4．2 USB控制芯片的选择  45-49
    4．2．1 AN2131QC芯片的传输特性分析  45-46
    4．2．2 AN2131QC优势分析  46-49
  4．3 开发环境及工具  49-51
    4．3．1 开发所需工具  49
    4．3．2 最终EZ-USB系统结构  49
    4．3．3 EZ-USB开发系统框图  49-51
第五章工程实现  51-61
  5．1 USB硬件实现  51-52
  5．2 AN2131QC固件程序设计与开发  52-57
    5．2．1 AN2131QC的固件开发简介  52-53
    5．2．2 固件框架流程  53-54
    5．2．3 具体流程实现  54-57
      5．2．3．1 AN2131QC的初始化  54
      5．2．3．2 AN2131QC的用户函数  54
      5．2．3．3 AN2131QC的供电保持  54-55
      5．2．3．4 AN2131QC的恢复操作  55-56
      5．2．3．5 分析和实现设备请求  56-57
  5．3 主机软件的设计和开发  57-61
    5．3．1 概述  57
    5．3．2 与GPD作用的用户模式  57-58
    5．3．3 I／O控制代码  58-61
      5．3．3．1 标准设备请求的IOCTL  59
      5．3．3．2 数据传输IOCTL  59-61
第六章实验结果和结论分析  61-65
  6．1 实验环境及结果  61
  6．2 提高速度的想法和手段  61-64
    6．2．1 从固件程序角度提高数据传输率  61-63
    6．2．2 从主机程序角度提高数据传输率  63-64
  6．3 进一步提高数据传输率的构想  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

USB的开发和设计

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