S3C2440 USB 設備控制器

s3c2440 soc集成了一個usb1.1設備控制器，可以進行全速/低速的控制，中斷與批量傳輸。除了端點0,具有四個端點，每個端點都可以作為中斷與批量的端點，每個端點具有128 byte的FIFO，所以端點最大packet可以設置成128byte。並且支持DMA傳輸。任何一種設備控制器對於軟件來說都是一組寄存器：數據，狀態，控制。usb 設備控制器也不例外。設置好相應的控制寄存器，並且在數據來時讀取數據寄存器，需要發送數據的時候將數據寫入輸出寄存器。而這種數據的通信建立在對狀態寄存器的讀取上，往往還會有中斷與DMA的操作。s3c2440 usb設備控制器的寄存器分為以下幾組：(1)：電源管理寄存器
PWR_REG 負責USB設備掛起等電源設置
(2)：地址寄存器
存儲USB設備的地址，當主機枚舉設備設備的時候設置
(3)：中斷控制寄存器
EP_INT_REG 端點中斷狀態寄存器，每當一個端點事件發生的時候，相應的位就會置1
USB_INT_REG 設備中斷狀態寄存器，主要有三個中斷：喚醒，復位，掛起
EP_INT_EN_REG 端點中斷使能寄存器
EP_INT_EN_REG 設備中斷使能寄存器
(4)：編號寄存器
因為USB 設備控制器有五個端點，並且五個端點寄存器大同小異，所以硬件設計上使用了編號寄存器：名字相同但物理寄存器不同。有一個INDEX_REG寄存器，它裡面的值指示了具體的哪組物理寄存器。這樣的寄存器有七個分別是：
MAXP_REG： 端點最大信息包大小
IN_CSR1_REG
IN_CSR2_REG
OUT_CSR1_REG
OUT_CSR2_REG
OUT_FIFO_CNT1_REG
OUT_FIFO_CNT2_REG
(5)：FIFO寄存器
EPO_FIFO_REG
EP1_FIFO_REG
EP2_FIFO_REG
EP3_FIFO_REG
EP4_FIFO_REG
(6)：DMA寄存器
端點1~4,每個端點六個，用於設置端點的DMA傳輸。
USB設備控制器處理了大部分的USB傳輸細節，並產生相應的中斷。所以對USB設備控制器的編程，最關鍵的部分就是中斷處理的部分。比如端點每收到一個token以及後面的數據包，就會產生相應的中斷。軟件只需要在中斷處理程序中讀取數據，並且清除中斷標志。USB設備控制器就會自動發送應答包。現在網上比較流行的操作s3c2440 usb 設備控制器的程序就是移植到u-boot裡面的usb下載程序。因為在u-boot的環境下所以調試起來沒有在裸機上來的方便，所以我將這個程序移植到了裸機上，編譯環境arm-linux-gcc。下面大體介紹以下這個程序的流程：

這個程序主要是完成了USB設備的枚舉，與批量OUT傳輸，並且開啟了DMA，OUT傳輸用的端點是端點3。這個程序首先從init_usb_slave() 開始：這個函數主要是設置usb slave的引腳以及控制寄存器，設置中斷處理程序的入口，以及開啟中斷。

1. void usb_init_slave(void)
2. {
3. struct s3c24x0_gpio * const gpioregs = s3c24x0_get_base_gpio();
4. char *mode;
6. Delay(10);
8. Usb_Isr_Init();
9. //設置中斷處理程序的入口，需要兩個中斷USBD與DMA2,USBD用於處理USB事務，DMA2用於處理DMA傳輸
10. writel((readl(&gpioregs->MISCCR) & ~((1<<3) | (1<<13))), &gpioregs->MISCCR);
11. // USBD is selected instead of USBH1
12. // USB port 1 is enabled.
13. //
14. // USBD should be initialized first of all.
15. //
16. isUsbdSetConfiguration=0;
18. UsbdMain(); //主要配置函數
19. Delay(10);
21. writel((readl(&gpioregs->GPCDAT) | (1<<5)), &gpioregs->GPCDAT);
22. //這個操作和Mini2440開發板有關，在USB 設備的信號線上D+上接上了一個GPC5的一個上拉電阻，當GPC5輸出高電平的時候，主機的集線器才能檢測到設備，從而給復位信號
24. /* enable USB Device, thisway.diy */
25. #if USBDMA
26. mode="DMA";
27. #else
28. mode="Int";
29. #endif
30. download_run=0; //The default menu is the Download & Run mode.
31. printk("USB slave is enable!\n");
32. //printk是我自己編寫的打印函數
33. }

在配置完設備後，給GPC5一個高電平，主機就開始枚舉設備的過程了。能不能開始這個過程關鍵是看設備是否配置正確。這就是要看UsbMain()這個函數了。他在usbmain.c中，如下:

1. void UsbdMain(void)
2. {
3. InitDescriptorTable();
4. ConfigUsbd();
5. PrepareEp1Fifo();
6. }