学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

嵌入式Linux下USB大容量存储设备驱动程序的研究和应用

作　者: 汪鹏
导　师: 熊聪聪
学　校: 天津科技大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: USB存储设备 Gadget驱动架构 Mass Storage Gadget驱动访问控制信息安全
分类号: TP316.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 36次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

USB以其高速、即插即用、易于扩展等优点,已逐渐成为各种系统平台的必备接口。USB设备模型中常使用PC作为USB主机设备,使得基于PC平台的USB驱动发展的比较成熟,基本实现了驱动的通用。但随着USB设备形式的丰富,人们也希望将嵌入式设备作为USB从端设备使用。由于嵌入式设备无论是数量还是种类都远远超过PC,因此对于嵌入式Linux下USB从设备端驱动程序的研究具有很大的实际意义和商业价值。另外嵌入式设备作为USB从端设备使用,所带来的安全性问题也是嵌入式领域的一个研究热点。本文研究的是嵌入式Linux下USB从设备端的大容量存储设备驱动(Mass Storage Gadget),目的是解决嵌入式设备作为USB从端设备使用时所带来的驱动设计和安全性问题。从分析Linux驱动开发的关键技术、USB总线协议以及Linux USB子系统架构入手,研究了Mass Storage Gadget驱动的设计方法、工作流程和功能特性。通过研究发现,Mass Storage Gadget驱动利用设备文件与USB主机进行数据交互,使得嵌入式平台对主机表现为存储设备功能,USB主机与外围设备间的数据传输都需要经过嵌入式平台的处理。在上述理论研究的基础上,结合Mass Storage Gadget驱动的功能特性,本文实现了一种针对USB存储设备进行访问控制的方法,使得用户对于USB存储设备的访问需要得到授权才能进行。本文主要工作在于研究Mass Storage Gadget驱动和实现针对USB存储设备的访问控制机制,所得到的研究成果对于嵌入式Linux下USB从设备端驱动程序的设计和USB设备安全性问题的解决有一定的借鉴和参考价值。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 前言  8-10
  1.1 课题背景与意义  8
  1.2 论文的研究内容和组织结构  8-10
2 Linux操作系统下的设备驱动程序  10-18
  2.1 Linux设备驱动程序的作用  10
  2.2 Linux设备驱动程序的分类  10-11
    2.2.1 字符型设备  10
    2.2.2 块设备  10-11
    2.2.3 网络设备  11
  2.3 Linux设备驱动的关键技术  11-18
    2.3.1 内存和I/O端口  11-12
    2.3.2 时钟  12-13
    2.3.3 中断处理  13-15
    2.3.4 内核中的并发控制  15-16
    2.3.5 阻塞和非阻塞I/O  16-18
3 USB大容量存储设备驱动程序的分析  18-36
  3.1 USB协议研究和分析  18-23
    3.1.1 USB拓扑结构  18-19
    3.1.2 传输模式  19
    3.1.3 USB设备架构  19-22
    3.1.4 USB设备的枚举过程  22
    3.1.5 Linux USB子系统的体系架构  22-23
  3.2 Bulk-Only传输协议  23-25
  3.3 Linux SCSI子系统  25-28
    3.3.1 SCSI的系统构成  25
    3.3.2 SCSI命令  25-27
    3.3.3 Linux SCSI子系统的分层架构  27-28
  3.4 Linux中的USB大容量存储设备  28-30
    3.4.1 USB大容量存储设备类  28-29
    3.4.2 USB大容量存储设备工作原理  29-30
  3.5 Linux USB Gadget子系统研究和分析  30-33
    3.5.1 Linux USB Gadget子系统  30-31
    3.5.2 Linux Gadget相关结构  31-33
  3.6 Mass Storage Gadget驱动  33-36
4 嵌入式Linux开发平台的构建  36-43
  4.1 硬件平台的设计  36-37
    4.1.1 ARM S3C2410简介  36
    4.1.2 S3C2410处理器USB接口分析  36-37
  4.2 建立交叉编译环境  37
  4.3 Linux系统的移植  37-43
    4.3.1 内核配置与编译  37-38
    4.3.2 划分NandFlash地址空间  38-39
    4.3.3 建立根文件系统  39-40
    4.3.4 USB驱动移植(实现开发板挂载为U盘)  40-43
5 USB大容量存储设备安全策略设计与实现  43-53
  5.1 访问控制机制研究与设计  43-45
    5.1.1 访问控制策略  43-45
    5.1.2 USB存储设备访问控制机制设计  45
  5.2 USB存储设备的加解密  45-47
    5.2.1 RC4算法  46
    5.2.2 加密模块的设计  46-47
  5.3 用户认证方式设计  47-50
    5.3.1 硬件中断方式  48-49
    5.3.2 call_usermodehelper()函数  49-50
    5.3.3 模块引用方式  50
  5.4 系统实现  50-53
    5.4.1 软件结构设计  50-51
    5.4.2 认证模块的实现  51-52
    5.4.3 认证应用程序设计(Qt)  52-53
6 结论  53-54
7 展望  54-55
8 参考文献  55-61
9 攻读硕士期间发表的论文  61-62
10 致谢  62

相似论文

矢量CAD电子图纸保护系统研究,TP391.72
医疗信息集成平台中DICOM中间件及访问控制模型的设计与实现,TP311.13
法院审判信息系统的访问控制研究,TP309
基于双线性映射的数字签名体制的研究,TN918.1
基于混沌保密的即时通信技术研究,TN918.82
基于WINDOWS平台文件安全机制的研究,TP309
一种FFTT非对称加解密算法的研究与实现,TP309.7
基于ERM概念的透明加密技术的应用研究,TP309.7
OA系统中敏感数据安全的研究,TP317.1
兵团教育局Web信息服务平台访问控制系统的设计与实现,TP393.09
高校毕业论文选题系统的设计与实现,TP311.52
属性基加密的研究及其在文档安全系统中的应用,TP393.08
基于能力成熟度模型的信息系统安全保障评估,TP309
数字化变电站系统可靠性及安全性研究,TM732
面向存储器完整性验证的Cache设计,TP332
基于Spring Security的Web系统安全模块的设计与实现,TP393.08
低频EOC系统的设计实现及其安全机制研究,TN915.02
基于分数梅林变换的光学图像加密算法,TP309.7
Oracle数据库解密技术及权限提升漏洞的挖掘研究,TP311.13
我国公民个人信息安全法律保护研究,D923
基于标识的认证体制研究与实施,TN918.1