USB协议分析仪在USB调试中的应用.doc

USB协议分析仪在实际USB连通中的作用在现代电子设备中，越来越多的使用USB接口，不仅因为其使用方便，即插即拔，更因为其价格低廉，协议开放，而广泛使用在各种电子设备上，并且已经发展为不可缺少的一种接口形式。但USB接口的开发过程中，对于工程师来说还是会遇到这样或那样的问题，如何提高调试效率，缩短研发周期，就需要一种调试测试工具USB协议分析仪。USB协议分析仪USB协议分析仪是协议层的分析工具，是测试设备的一种。对于USB这种高速串行总线来说，仅仅进行物理层测试是远远不够的，由于在高低电平中寓含着丰富的指令，传递着大量信息。所以对于USB传输协议就需要专用的USB协议分析仪来分析测试，USB协议分析仪是按照标准的USB协议来分解数据，将包含有用信息的数据提取出来，并解释这些数据的含义。随着设备之间传递数据速度的不断提高，越来越多的高速串行总线被使用，如SATA、SAS、Ethernet、FC等等，这些高速串行总线也同样有其协议分析工具。为了让读者更好的了解USB协议分析仪的功能与用途，本文列举一个调试USB通信的小例子。实验环境如图所示，左侧计算机安装USB协议分析仪软件，加上USB协议分析仪主机构成USB协议分析系统。DE2实验板作为USB设备，右侧计算机安装应用程序对DE2进行操作。我们主要关心安装有应用程序的计算机与DE2实验板之间的USB通信是否正常，并且希望了解这个通信过程是怎样完成的。DE2实验板是教学过程中使用的开发板，针对USB通信接口部分有一片接口控制芯片，可通过加载固件程序控制USB数据传输，对于USB开发工程师来说，编写固件程序是实现USB通信的重要部分，但很难验证固件程序是否正确，是否按照工程师的意愿执行。在PC端安装有应用程序控制实现哪些功能，是在设备底层还需要编写驱动程序，确保可实现USB通信，在生产研发中，驱动程序部分和应用程序部分大多由软件工程师完成，所以USB协议分析仪是硬件工程师和软件工程师都需要的测试设备。USB协议分析仪是按照USB协议，将总线上的信号翻译成数据，再将数据逐层解析，分析其传输数据的含义。在这个过程中，可将USB传输过程中的错误明确的指示出来，用户可根据上下文关系找到问题所在。分析过程在本实验中，如图所示，PC端应用程序的主要功能是：按下ADD键，给DE2发送加1的指令，显示在DE2实验板的液晶显示屏上；按下CLEAR键，给设备发送清零的指令，DE2实验板的液晶显示屏上的显示为00；通过这个简单的应用程序，我们可以了解实验板上USB固件程序，计算机上USB驱动程序是否可以正确工作。如图所示，在应用程序的源程序中，点击ADD，发送的数据为“AA AB AC AD AE AF A0 A1”，这个就是我们要在USB通信过程中需要传输的数据。传输了这一组数据也就表示传输了ADD指令。点击ADD键发送的指令数据：AA AB AC AD AE AF A0 A1下面，我们用Ex200来捕获发送的ADD指令数据以及其前后过程。分析捕捉到的数据搜索到DATA0，DATA1数据包内容皆为“AA AB AC AD AE AF A0 A1”，与源代码一致。如图所示，为DATA0数据包的内容。我们每次按下ADD控件，就可以捕获到这一组数据，这说明USB通信没有问题，可以进行下一步的大数据量传输与通信。又如图所示，在应用程序的源程序中，点击CLEAR，发送的数据为“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，这个就是我们要在USB通信过程中需要传输的数据。传输了这一组数据也就表示传输了CLEAR指令。：点击CLEAR键发送的指令数据：55 55 5C 5D 5E 5F 50 51 我们用Ex200来捕获发送的CLEAR指令数据以及其前后过程。分析捕捉到的数据搜索到DATA0，DATA1数据包内容皆为“55 55 5C 5D 5E 5F 50 51”，与源代码一致。如图所示，为DATA0数据包的内容。我们每次按下CLEAR控件，就可以捕获到这一组数据。另外，USB协议分析仪是一种很好的学习USB协议的工具，如图所示，通过USB协议分析仪可分析并了解USB设备枚举过程，在教学中可以生动地说明USB通信传输过程，在实际研发中，也可提高效率，缩短开发周期。小结USB协议分析仪是在USB开发过程中必不可少的工具，在研发过程中起到事半功倍的效果，随着USB通信接口的广泛使用，USB协议分析仪也会成为更普及的测试仪器。经过一段时间的发展，USB协议分析仪也趋