基于USB2.0的高性能移动存储设备的设计

1、基于usb2.0的高性能移动存储设备的设计：写使能信号。在其升高沿时，指令、地址和数据锁存到相应的寄存器中。该信号与at89c5131芯片的p3.6 信号衔接。：读使能信号。在其下降沿时，输出数据到i/o，同时，它还可以对内部数据地址举行累加。该信号与at89c5131芯片的p3.7 信号衔接。cle：指令锁存使能信号。当cle为高电平常，指令在 升高沿通过i/o端口送入指令寄存器。该信号与at89c5131芯片的p1.0引脚衔接。ale：地址锁存使能信号。当ale为高电平常，地址在 升高沿送入地址寄存器。该信号与at89c5131芯片的p1.1引脚衔接。：片选信号。用于控制设备的挑选。当设备

2、忙时 为高电平而被忽视，当处于编程和擦除操作时设备不能回到备用状态。该信号与at89c5131芯片的p1.2引脚衔接。r/ ：预备好/忙输出。当它为低电平常，表示编程、擦除和随机读操作正在举行，在操作完成后返回高电平；当芯片没被选中或输出禁止时，其为高电平常。该信号与 at89c5131芯片的p1.3引脚衔接。3. 固件设计实现本文设计的usb移动存储设备采纳bulk-only传输方式，遵循ufi指令规范。移动存储设备固件的主要功能是响应usb总线的各种标准哀求，向主机返回设备的状态信息；同时，解析接收到的scsi指令，举行相应的指令处理和数据读写操作。固件设计采纳中断驱动，当at89c513

3、1从总线上接收到哀求包时，通过调用相应的中断大事处理函数来实现，后台处理usb传输，从而保证了闪存的迅速读写速率。主要中断大事有：(1)主循环等待usb中断，设置相应标记位。移动存储设备插入主机后，主机向移动闪存的控制断点0发出标准哀求，固件进入标准哀求处理函数，设备回送给主机所要求的相应描述符，调用相关驱动程序。(2)当usb主机通过bulk-in端口读取闪存数据后，产生bulk-in端口中断。(3)当at89c5131通过bulk-out端口接收到主机发送的指令字cbw后，触发bulk-out端口中断。31 响应usb总线标准哀求当usb移动存储设备接入主机后，usb主机控制器对设备举行总

4、线枚举过程，首先向设备发送标准usb哀求get_descriptor来获得最大数据包长度；接着发出set address哀求，为设备分配地址；用法新分配的地址再次发出get_descriptor哀求，读取设备的配置信息4，如设备描述符、配置描述符、接口描述符、端口描述符和字符串描述符等，并挑选合适的驱动程序；最后，发出set configuration哀求配置端口属性。usb设备通过控制端口响应usb标准哀求，实现主机和设备间的通信。除控制端口外，bulk-only传输方式还需支持bulk-in和 bulk-out端口。端口初始化代码如下：void usb_init(void)uepnum=0

5、x00; uepconx=0x80;/端口0，控制端口uepnum=0x01; uepconx=0x86;/端口1，bulk-in端口uepnum=0x02; uepconx=0x82;/端口2，bulk-out端口ueprst=0x07; ueprst= 0x00;/端口复位uepien=0x07; usbien|=eeofint;usbaddr=fen; /功能使能位当控制端口配置胜利后，主机会发出inquiry、mode_sense、read_capacity等哀求，提供闪盘基本信息，如扇区大小、簇大小、闪盘容量等，当哀求结果正确后，便会发出read(10)指令，进入文件系统识别阶段。3

6、2 解析scsi指令并处理ufi 指令规范基于 sff-8070i 和 scsi-2 的规范，总共定义了19个固定12字节长度的操作指令，用于 usb主机和 usb 移动存储设备之间举行指令字cbw (command block wrapper)、一般数据、状态字csw (command status wrapper)的交换。usb移动存储设备接收到来自于usb主机bulk-out端口发给其的cbw指令字后，根据scsi的指令格式举行解析，得到其中的指令信息，如：格式化设备、查询设备信息、读写设备等，对移动存储设备执行相应的指令后，向主机bulk-in端口返回状态字 csw，报告指令执行状况，

7、主机按照反馈的状态字打算是否继续发送指令字或是数据。33 闪存的操作实现k9k2g08u0a芯片以页为单位来举行读写，以块为单位举行擦除。k9k2g08u0a支持的操作主要有几种：读操作(read)、页编程 (page program)、缓存编程(cache program)、块擦除(block erase)、块复制(copy-back program)、随机数据输入(random data input)、随机数据输出(random data output)、复位(reset)、读设备号(readid)、读状态(read status)等操作。在举行写操作之前，必需对写单元所在块举行擦除，因此

8、事先需要对所擦除块内容举行保存。假如闪存存在坏块，则在举行读、页编程、块擦除、块复制等操作时会失败，因此对坏块要举行提前检测并举行标注。芯片在出厂时，在每块的第一页和其次页的2048列的首字节做出好坏标志，假如标记位不是ffh则为坏块，基于此建立坏块列表。基于篇幅的缘由，这里以写操作过程为例描述闪存用法办法。普通闪存的用法挨次是：块擦除-编程-多次读取-块擦除， 对k9k2g08u0a芯片举行数据写的步骤如下：(1)将写入数据扇区地址与坏块列表对比，检查错误扇区。若存在坏区，则继续检查下一扇区；(2)开拓缓冲区域，将写入数据扇区的原始数据利用copy-back program方式保存到缓冲区；

9、(3) 利用block erase擦除要写入的数据扇区；(4) 利用 page program操作将主机传输的数据写到闪存中；(5)利用copy-back program操作将缓冲区的数据写入指定扇区。k9k2g08u0a编程器件以页为单位编程，它允许在单页编程周期中对部分页或一个甚至延续的多达2112个延续字节编程。一个页编程周期由2个阶段组成3：(1)串行数据加载阶段：数据被加载到数据寄存器中，以输入指令80h为标记，紧接着是5个字节的地址输入和串行数据加载；(2)非易失性的编程阶段：指令10h标记着该编程阶段的开头，将已加载的数据写入实际的存储单元，编程典型时光为200s。之后r/ 跳低

10、，进入闪存内部编程，最后进入读状态确认操作，指令70h表示读状态指令，i/o0表示读到的状态。页编程实现代码如下：void pagewrite(void ) /页编程checkblock(startpage); /检测坏块列表if(firstp)/ firstp为1，开头对一页举行写操作，否则为0/片选信号有效f_ce=0; f_re=1; f_ale=0;f_cle=1;f_we=0;outputcommand(0x80); /输入指令0x80f_we=1;f_ale=1;/发送地址开头addrout (addr1); /得到页地址，五个周期addrout (addr2); addrout (addr3); addrout (addr4); addrout (addr5);f_ale=0;firstp =0; writedata(buffblock); /将数据写入