1、USB大容量存储设备类驱动,Dayong 数码音乐课 2003.04,简述USB协议 USB MASS STORAGE PROTOCOL SCSI指令 File System The Firmware of The System,简述USB协议,USB系统包括3部分：USB主机、USB设备和USB连接(USB设备与主机连接和进行通讯的方式) 拓扑结构 :层次性的星型拓扑结构，最多可以拥有127个外部设备（HUB也是外部设备）,简述USB协议（续一）,USB总线协议USB总线属于一种轮讯方式的总线，主机控制初始化所有的数据传输。每次总线传输最多传送3个信息包：令牌包（token packet）、
2、数据包（data packet）和握手包（handshake packet） 。如图1,简述USB协议（续二）,传输方式 1)同步传输：占用大量USB带宽，有严格的时间间隔，又被称为实时流传输。2)控制传输：双向传输，该方式传输数据量一般，但要求交付无损且强调实时效果。3)中断传输：用于少量的、分散的、不可预知的数据传输。4)批量传输：用于大数据量传送和接收精确度较高的数据，且没有对带宽和时间间隔的要求。,端点端点是USB中一个独特的概念，它是一个可以与USB Host交换数据的硬件单元。USB Host和USB设备之间都是通过端点来传输数据的，端点是桥梁和纽带，不同的端点其传输数据的能力不同
3、，适于不同的应用场合。设备地址和端点号唯一的确定USB的一个通讯管道（pipe）。USB复位或重新启动后，USB的地址0和端点0所构成的默认通道就已经启动。,简述USB协议（续三）,标准描述表支持USB描述表为：设备描述表，配置描述表，接口描述表，端点描述表。按照USB 协议，每个USB设备都有一个或多个配置，每个配置对应相应设备的一项功能。配置是接口的集合，通过接口指定设备如何进行USB互联，而接口又是一系列端点的集合。其结构为如下图的树形结构：,简述USB协议（续四）,简述USB协议（续五） USB设备类,简述USB协议（续五） 各种主机介面的比较,USB MASS STORAGE PRO
4、TOCOL,USB 国际组织定义了大容量存储设备类（Mass Storage Class）的规范，这个类规范包括四个独立的子类规范：1） USB Mass Storage Class Control/ Bulk/Interrupt (CBI) Transport 2） USB Mass Storage Class Bulk-Only Transport3） USB Mass Storage Class ATA Command Block 4) USB Mass Storage Class UFI Command Specification,USB MASS STORAGE PROTOCOL续一
5、,注意：配置描述表，接口描述表，端点描述表是同时返回的。,标准描述表 大容量存储设备类也遵循标准描述表的层次结构。但是它一般两个接口，三种类型的端点。设备描述表和配置描述表这两个描述表的结构和含义所有USB设备类几乎相同，这儿不再赘述。重点讲一下接口描述表和端点描述表。,USB MASS STORAGE PROTOCOL续二 接口描述表,接口描述表 续一,接口描述表的结构和含义在大容量存储类协议中需要指出的有三点：1) 描述表中的bInterfaceClass域，必需为08h，用以说明设备为大容量存储系统；2) bInterfaceSubClass域用来指明设计所用的对设备进行控制的标准命令集
6、，如01h表示Reduced Block Commands，06h表示为SCSI command set，04h表示UFI Command set等；3) bInterfaceProtocol域表示存储设备设计用的传输方法。00h和01h说明使用CBI方式，50h说明使用的是Bulk-Only方式。,USB MASS STORAGE PROTOCOL续三 端点描述表,CBI传输规范则使用控制（Control）、批量（Bulk）、中断（Interrupt）三种类型端点进行数据/命令/状态传送，支持两种类型请求，完成各种数据的交换传输。1）标准USB设备请求：数据传输执行支持总线功能和相关功能，即
7、完成枚举动作，建立起USB通讯功能。2）类特定请求：CBI方式的存储设备在控制端点上支持USB类相关命令：Accept Device-Specific Command(ADSC)，此命令包含8字节。数据传输过程为主机由控制端点发出ADSC包，表明向设备发送对进行控制的标准命令（由接口描述表的bInterfaceSubClass域决定），接着是主机发送命令，然后设备根据命令进行相应的数据传输，主机接收数据。,USB MASS STORAGE PROTOCOL续四 CBI,Microsoft公司至windows98后，系统就支持BulkOnly标准，所以现在的大存储容量设备几乎都采用或支持Bulk
8、-Only方式。Bulk-Only传输规范，系统通过默认管道进行枚举后，仅仅使用批量（Bulk）端点传送数据/命令/状态。而后的传输中，有三种类型的数据在USB 和设备之间传送，CBW、CSW 和普通数据。,USB MASS STORAGE PROTOCOL续五 BulkOnly,Bulk-Only命令/数据/状态传输流程图,BulkOnly 续一 CBW,BulkOnly 续二 CBW,SCSI指令集,Bulk-Only 的CBW 中的CBWCB 中的内容即为如下格式的命令块描述符（Command Block Descriptor）。SCSI-2 有三种字长的命令，6 位、10 位和12 位
9、。,SCSI指令集 续一,对于不同的命令，其命令块描述符略有不同，其要求的返回内容也有所不同。以INQUIRY 请求的命令块描述符和其返回内容的数据格式为例：,SCSI指令集 续二,SCSI指令集 续二,返回数据：,File System,File System 续一,簇号链,FAT表项:,第00簇, ,第n1簇, ,第n2簇, ,第n3簇, ,第n4簇, ,该磁盘文件所占据的逻辑空间:, , , , , ,簇号: n1 n2 n3 n4,该磁盘文件所占据的物理空间:,文件所占据的物理 空间不一定连续性,File System 续二,The Firmware of The System,在SPCA720系统上构筑USB主机功能使其实现通用PC的MASS STORAGE主机功能，让系统可以把Mass Storage中媒体数据解析播放出来。在设计系统过程中，我们把其驱动分为了三个层次来实现API，如下图：,The Firmware of The System 续一,系统hardware：,The Firmware of The System 续二 系统Software模块框架图：,Q&A,Thanks!,
