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USB无线适配器在嵌入式系统当中的应用

更新时间: 2012-08-21 11:24:40来源: 粤嵌教育浏览量:1682

    WLAN技术和嵌入式技术是目前比较热门的两个研究方向,而将二者相结合,即具有无线接入功能的嵌入式系统更具有诱人的发展前景。本文介绍了将IEEE802.11b无线网络适配器与嵌入式主机通过USB总线进行连接的系统设计与实现。系统采用了先进的ARM处理器,除具有10M/100M以太网接口外,还提供USB主接口方便连接具有USB接口的IEEE 802.11b无线网络适配器。


  1.系统的总体实现


  1.1系统的构成
  系统CPU采用Samsung公司推出的带有ARM7TDMI内核的S3C4510B作为CPU,RAM采用8M 32位SDRAM,ROM采用4M 16 位FLASH。带有一个JTAG接口用于系统调试,一个RS-232串行端口用于终端调试,一个以太网控制器,一个USB主机控制器。嵌入式主机采用uClinux操作系统。uClinux是缩微版的Linux,和Linux内核保持同步开发。不同之处在于uClinux不带有内存管理单元(MMU),不能实现虚拟内存管理,比较适合嵌入式系统的需求。
  由于CPU是ARM指令系统,所以要在PC上用交叉编译器重新编译uClinux内核,产生基于ARM的uClinux内核二进制代码。在编译之前要进行uClinux内核的配置工作,包括RAM、ROM的大小,地址空间的分配,外围设备的支持。除此以外,关键的工作就是实现USB主机控制器的驱动程序,这也是研究工作的重点。


  2. USB 主机控制器


  在介绍USB主机控制器驱动程序之前,先让我们了解一下USB系统和USB主机控制器。
  2.1 USB系统和USB主控制器的基本概念
  在USB系统中,各种USB设备要与主机相连,就必须通过一个共同的接口接入主机。这个接口就是USB主机控制器(USB Host Controller)。HC是软件、硬件以及固件的综合,是USB拓扑的中心。
  USB总线在物理上是一种以主机为根的树状分层星型拓扑,HUB作为分枝结点,USB设备作为叶子结点。在逻辑上,USB总线是以主机为中心的星型拓扑,HUB在逻辑上也看做为一个USB逻辑设备。在逻辑上,主机直接通USB逻辑设备通信,就好像没有中间的HUB一样。USB逻辑设备是指各种各样的USB设备与主机连接所必须具有的基本的标准接口,主机通过标准接口管理和配置所有的USB设备。


  3.USB无线网卡的实现及测试


  嵌入式主机完成以后,下面的工作就是要将USB无线网卡的驱动程序移植到主机上。本方案采用的无线网卡是ACCTON公司推出的EW3301。该网卡采用带有ARM核的无线局域网MAC层控制器,标准USB接口。射频模块采用Intersil公司的i3861 IEEE802.11b基带控制器。
  将无线网卡驱动程序安装到uClinux源代码的./driver/usb目录下,并且对Config.in文件和Makefile文件做适当修改,将驱动编译进uClinux内核。


  结语


  通过USB接口将无线网卡同嵌入式主机连接,可以使嵌入式主机方便的从固定状态转为移动状态,大大增强了系统的灵活性。同时,这样的嵌入式移动主机也为下一步移动IP(Mobile IP)的研究提供了实验平台。USB主机控制器的实现,给嵌入式系统提供了更加方便的外围设备扩展方式。本系统应用在上海市科委重点科研项目“基于嵌入式系统的移动色谱仪”中,实现了数据异地采集、集中处理,为有限的实验室资源提供了无限的工作空间。

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