基于USB接口实现双机通信设计与实现.doc

摘要: USB 由于其速度快、支持热插拔、稳定性好、用户使用方便、支持即插即用等优点, 现已成为 PC 机的标准总线接口。本文介绍了一种利用 USB 总线接口来实现的双 PC 机互联的技术方案。随着个人计算机对 USB 标准的支持, USB 的各种应用应运而生。从手持设备、桌面设备、家用设备甚至到工业、通讯、测控等领域,都出现了 USB 的便捷设备。如常用的 U 盘、 USB 摄像头和 USB 鼠标键盘等。它们的出现,极大的丰富了人们的生活, 也渐渐的改变着人们的生活工作方式。同时, 随着计算机的普及和信息化进程的加快, 家庭内出现两台电脑己不少见了。对大多数家庭用户来说,利用计算机网卡的 RJ45 接口就能满足基本的数据传输和网络共享了。但是要进行 连接共享就不行了,因为一台电脑一般只有一个网卡。为了方便快捷高速的实现 连接共享,可以利用 USB 双机互联线进行连接。基于此,本文就针对 USB 双机互联展开,逐步地讨论了 USB 双机互联的原理及其实现过程。本文首先从 协议和 TCP/IP 着手,分析了互联所需的协议及 WindowsX P 系统对其的支持情况, 得出主机侧需要一个微端口 USB 虚拟网卡驱动支持。随后, 以系统的观点,把 USB 互联设备分成软件部分和硬件部分, 并对它们分别进行可行性分析, 并给出基本的实现细节和过程。再者, 在介绍 S3C44BO X 开发板的基础上, 扩展了一 USB 口作为 USB 机互联设备。最后, 专门对软件设计给出了编程见解和遇到的常见问题, 并结合软硬件的编程、调试和运行分析,总结了 USB 双机互联实现的所需的知识和方法。关键字: USB 接口双机通信 1 引言总体现状随着 PC 的普及和信息网络的大发展,上网的人越来越多,也越来越依賴网络给自己工作生活带来便捷。同时无线网络进一步的发展, 我们几乎不受限制的随时随地接入互联网浏览信息、电子邮件、下载文件和听音乐等等网络活动。有了网络, 我们的地球小了, 生活也得变丰富多彩了。我们已经离不开网络了。于是我们会时常碰到这种情况, 当两人同时上网时, 富常用一个账号共享上网了。于是电脑组建成小型网络互访就成为必要了, 便出现了多种互联方式。早期的串并口互联、网卡互联、红外互联, WIFI 互联和蓝牙互联等。由于各自使用条件速度等原因, 相对较早的联机速度慢, 己经不用了。目前主流使用网卡联机, 这种网卡采用 PCI 插槽,用 RJ45 水晶头连接, 传输距离远。但是当 PC 没有网卡时,当笔记本互联时,当互联共享上网时,当小设备需要联网时,总会出现不方便安装网卡, 或成本较大, 或空间受限的原因不适合用网卡互联。此时, 我们可以考虑选用 USB 网卡联机, 以满足需求。 USB 是目前计算机与外设上普遍采用的标准, 其具有传输速率高、连接灵活、使用方便和可独立供电等特性。所以, 利用 USB 新型接口联机无疑是一个全新开始,以其 USB 的优点必将受人们欢迎。随着计算机技术的发展和计算机应用的普及, 在实际工作中, 经常需要在两台微机之间临时性连接进行数据通信、实现资源共享。实现双机互联进行通信的方法有多种, 例如采用串行接口、并行接口、红外线接口和网卡来实现。但这几种方式都必须进行安装和设置, 通信速率也不同程度地受到限制, 各有其特点和局限性。随着 USB 技术的发展和应用的普及, 利用 USB 接口实现微机之间互联通信, 方法简单, 速度快, 是一种方便快捷的双机通信技术。国内外现状目前,做 USB 互联研究己是不少,市场上也出现了各种 USB 双机互联设备供选购。但多数研究或采用现成的 US B 通讯协议芯片只设计硬件田或利用己有的 USB 互联设备来做上层应用,或根据 USB 互联原理做些简单理论研究,或只是把普通互联与 USB 互联做个简单比较等。只有少数研究可以参考借鉴[ 从某种程度来考虑,这样的研究不够深入。面对 USB 技术的发展,从低层着手,做到软硬件综合设计,才能有效进行 USB 互联设计。 USB 总线拓扑 USB 的总线结构采用了阶梯式星形的拓扑。每一个星形的中心节点是一个集线器,而 USB 设备就是通过集线器连接在电脑上的。 USB 设备包含两种类型: USB 集线器和 USB 功能设备。位于最顶端的就是 Host (主机端) 。每一个主机端都连接了一个根集线器, 再由根集线器按阶梯式以一层或一阶的方式往下扩展出去, 连接在下一层的设备或另一个集线器上。这种阶梯式星形的连接方式,最大可以连接 6 层设备,最多可同时连接到 127 个外设设备。 USB 总线的阶梯式星形结构 USB 系统的组成 USB 系统有 USB 主机和 USB 设备组成。 USB 主机就是前面所说的 Host 主机,