通用串行总线(USB)设备的设计与开发研究

扼要介绍了USB设备的分类及其逻辑结构层次关系。然后,着重介绍了USB设备的设计和开发,其中主要包括:USB硬件设计,固件程序的开发,USB设备驱动程序的开发。

通用串行总线(USB)使用的USB 3.0电缆的研发

回顾了通用串行总线(USB)发展的历程,论述了随着电脑科技和数码技术的发展,原USB 2.0标准规定的480 Mb传输速率已不能满足使用要求,于是2008年底推出了最高传输速率为5 Gb的USB 3.0标准,因此,有必要对适应于该标准的USB 3.0电缆进行研究。提出了USB 3.0电缆的技术要求,论述了产品结构设计、材料选用及制造技术。

通用串行总线接口在车载数据采集系统中的应用

简要介绍了车载数据采集系统以及通用串行总线(USB)接口的应用方法。通过USB100模块实现采集系统中上位机和下位机之间的USB数据传输,并给出了实质性的编程方法,该方法对于解决数据采集系统中数据传输的难题具有一定的借鉴意义。

基于通用串行总线的测井脉冲采集电路研究

设计了一种基于通用串行总线(USB)技术的测井脉冲信号采集系统。该系统用深度子系统驱动测井脉冲的采集,并配备了PCM遥测信号接口。系统设计包括硬件设计、单片机固件设计以及设备驱动程序和用户应用程序设计。硬件设计中用复杂可编程逻辑器件完成对脉冲采集过程中脉冲放大倍数和峰值保持电路电容充放电的控制,并检测出PCM遥测信号的同步帧,同时进行遥测数据的串并转换,节省了单片机资源。单片机控制测井脉冲采集的整个过程,并实现USB通信,在主机请求数据时发送数据。系统在实验室调试成功,数据传输速率达到300 kb/s,控制逻辑灵活,可扩展升级。

USB总线协议层的研究

USB协议层描述了USB主机与USB设备交互时的语法和协议,从中定义了字段、包、事务和传送的结构,以及由字段到包、由包到事务、由事务到传送所组成的组织层次关系。字段中分同步、包标识符、地址、帧号、数据和,CRC校验等字段。包中分标记、帧起始、数据、握手4类包。事务中有IN事务、OUT事务、SETUP事务、PING事务、SOF事务和PRE事务6类事务。传送可分为控制、批处理、中断和同步4类传送。

基于IO复用与时序控制的智能USB 3.0系统设计与实现

针对具备Andriod和Windows双系统的电子设备在使用通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口与外设通信时出现的需重新插拔USB外设、切换后USB设备不识别率偏高等问题,通过对电路进行分析和设计优化,提出一种电源管理电路的参数取值计算方法。采用VL817、TUSB522P及FSUSB74芯片设计3路智能USB 3.0电路方案,通过HUB硬复位重置、D+/D-、SSTX/SSRX信号通道复用输入输出(Input Output,IO)控制以及时序控制USB设备切换顺序的方法,提高系统的抗干扰能力。实测数据显示,应用该电路系统后运行稳定,系统切换时USB外设的识别成功率显著高于同类产品,契合大规模产业化设计及应用需求。

CAN总线与USB的转接技术

简要介绍了CAN总线技术与USB总线技术的特点,给出了通过将两特点相结合,并选用微控制器AT89C52.USB控制芯片CH372和独立CAN控制芯片SJA1000实现USB-CAN数据传输系统的设计方案。该系统不但能实现CAN总线与USB总线之间的数据转化,并可在两台主机配合下完成两个节点之间数据的透明传输。

基于USB2.0的通用数据采集设备的研究与开发

基于USB2 .0版对通用数据采集设备 (UDCE)进行研究。设计出完整的USB2 .0硬件设备及相关辅助电路 ,开发了相应的配套驱动程序和固件程序 ,并完成了对设备主要功能的测试。

基于USB2.0的通用PC之间高速通信模块的设计

采用两片USB2.0控制芯片CY7C68013,设计一种通用PC之间点对点的数据传输模块,实现脱离网络环境下通用PC之间的高速数据通信。

基于USB总线的多路电话录音系统

介绍一种基于通用串行总线(USB)的多路电话录音系统的实现方法。系统采用内部集成USB控制器的高性能的C8051F320微控制器作为控制芯片,硬件实现简单;软件采用Silicon Laboratories公司提供的USBXpress软件包进行开发设计,方便快捷,录音效果很好。

基于USB总线的安全隔离单向传输系统设计实现

介绍了采用私有协议标准和传输信息深度检测技术,基于USB总线的数据安全隔离单向传输系统。选用高速USB2.0控制芯片CY7C68001和ARM微处理器STM32F103组成一个通用的数据传输模块,实现主机间的USB直接通信;通过数据二极管单向传输技术,实现了信息流的单向传输;利用专用的物理信道和特殊的私有传输协议,保证文件数据的安全传输。最终实现处于不同密级网络计算机间的单向、可靠、高速、实时数据通讯。

基于USB总线的光栅位移传感器接口设计与实现

介绍了利用USB总线技术进行数据采集系统的设计方案,并以PIC16C712芯片为控制器,USBN9603为USB总线接口芯片,完成了光栅位移传感器USB数据接口的设计和实现.

基于AES加密算法的USB接口数据安全传输方法

针对传统通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口数据安全传输方法存在丢包率较高的问题,提出基于高级加密标准(Advanced Encryption Standard,AES)的USB接口数据安全传输方法。首先,对读取的数据进行AES加密,并通过计算形成单向函数;其次,检验发送的加密数据,确保无加密传输错误或安全风险;最后,设计对比实验。实验结果表明,与传统传输方法相比,该方法的丢包率更低。

基于USB总线的便携式地震数据采集系统开发与应用

基于USB总线的多功能采集器具有热插拔、即插即用、节省系统资源、体积小、功耗低、性能可靠、兼容性好、低成本、使用灵活、便于二次开发等特点,适合用于野外勘探。介绍了利用USB采集器来实现多通道、准同步地震数据采集系统的开发与应用。

基于USB-FIFO的FPGA与上位机通信的设计与实现

介绍了USB协议芯片FT245RL的工作原理,设计了FT245RL与FPGA的接口电路,给出了FPGA发送和接收数据帧状态机的VHDL语言的描述,并调试其与上位机的通信;简化了电路设计,提高了测试效率,该设计具有很强的通用性,该电路已成功地应用到航天某型号的测试设备中。

基于USB接口的无线温湿度监测系统

针对环境温湿度检测的需求,设计了一种点对多点的星型无线温湿度监控网络。以无线通信模块nRF401为基础,配合AT89C2051和数字温湿度传感器SHT11构建了从机,以P89C51RD2BN单片机和USB接口芯片PDIUSBD12构建了主机。对系统的硬件原理及温湿度采集方法进行了介绍,对无线通信协议及USB固件设计方法进行了较详细分析。经上位机软件测试,系统运行稳定,具有较好实用性,可应用于多种场合的无线温湿度监测。

基于FT245BM和FPGA的USB接口设计

介绍了USB协议芯片FT245BM的工作原理,设计了FT245BM与FPGA的接口电路,给出了FPGA发送和接收数据帧状态机的Verilog语言的描述,并介绍了PC机软件的设计方法。该电路被成功地应用到光纤陀螺多路测试系统中,简化了电路设计,提高了测试效率。该设计具有很强的通用性。

医用超声内窥镜高速成像系统的USB2.0接口设计

提出了一种基于USB2.0的DMA方式下实现医用超声内窥镜高速图像采集的新方法。该方法以CPLD(复杂可编程逻辑器件)作为数据传输的控制核心,并采用了外部高速缓存模块以实现数据传输的完整性,结构简单,灵活性强,方便易行,完全满足医用超声内窥镜系统实时显示图像的要求。该设计可被广泛的应用于要求高精度高速实时数据采集的场合。

基于嵌入式系统的USB接口的设计

根据嵌入式系统的特点,将USB接口技术与嵌入式系统相结合,给出了基于嵌入式系统的USB主机接口的具体解决方案,并给出了其中的关键技术的详细介绍。

基于USB2.0的高速大容量数据采集存储系统

针对当前嵌入式采集系统中采用的寻址方式不能充分利用近几年出现的大容量硬盘所提供的存储空间,提出了一种基于USB2.0接口的高速大容量数据采集、存储系统的设计方案及其软硬件设计方法。文中设计的存储系统采用了ATAPI-6所定义的LBA48寻址方式,从而从根本上克服了LBA28寻址方式对存储空间的限制;采用UDMA传输方式,从而克服了传统PIO传输方式的速度瓶颈。研究表明此传输存储方案具有传输速度快、稳定性高、占用系统资源少、与外部接口简单等特点。