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嵌入式高速USB主机系统的设计与实现的中期报告

中期报告

1引言

随着计算机技术的发展，传输速度越来越快，USB技术已经成为现代计算机设备连接的主流，成为计算机接口的新协议标准。各种USB设备广泛应用于计算机、通讯、工控、汽车电子、家用电器等领域。

对于嵌入式系统来说，要想将USB设备集成到自己的产品中，需要完成USB主机和USB设备的通信。在这个项目中，我们基于Xilinx嵌入式开发板设计了一个高速USB主机系统，主要任务为实现USB设备的读写操作。

2系统设计

2.1系统架构

本系统基于Xilinx嵌入式开发板，使用Xilinx提供的USB2.0高速IP核作为USB主机，实现高速USB主机与USB设备的通信。系统框图如图1所示。


图1系统框图

系统由嵌入式处理器ARMCortex-A9和USB2.0高速IP核组成。ARM完成USB主机的初始化和控制，USB2.0高速IP核完成USB数据传输。ARM通过AXI总线与USB2.0高速IP核进行数据交换。

2.2系统接口

系统有以下三个接口：

USB接口：用于连接USB设备。

JTAG接口：用于下载程序和调试。

串口接口：用于控制和调试。

2.3系统流程

系统的主要流程如下：

1.初始化USB主机，使其处于工作状态。

2.扫描USB设备，并选择需要进行通信的设备。

3.向USB设备发送读或写命令。

4.USB设备返回数据或确认信息。

5.将数据存储到内存或从内存中读取数据，并发送给上位机或其他设备。

2.4系统实现

系统中需要完成以下几个模块的设计和实现：

1.USB主机初始化模块。

2.USB设备扫描模块。

3.USB接口数据传输模块。

4.数据读写控制模块。

5.系统控制模块。

3系统测试

3.1系统测试环境

本系统使用的测试环境如下：

硬件平台：Xilinx嵌入式开发板

操作系统：Linux

测试设备：USB鼠标

3.2系统测试结果

连接USB鼠标后，系统能够正常读取鼠标移动和点击等动作，并将数据通过串口输出。测试结果如图2所示。


图2测试结果

可以看出，系统能够正常读取USB鼠标数据，并将数据通过串口输出。测试结果表明，系统能够满足设计要求。