2．3 軟件層次劃分

從嵌入式USB主機的軟件層次劃分來看，系統軟件主要包括主控制器驅動程序、USB核心驅動程序，以及用戶軟件；從功能劃分來看，系統軟件可分為以下幾個部分：

1.主CPU與各系統模塊的初始化程序設計

實現主CPU及各系統模塊的初始化，包括實現I2C接口的LED顯示、鍵盤、時鐘芯片以及主CPU與USB主機控制芯片之間的數據通信功能。

2.USB主機系統軟件的實現

主要完成核心驅動程序的功能，具體來說就是實現USB的4種基本數據的傳輸方式，實現USB設備的枚舉過程，并獲取USB設備的描述符等。這些功能都可以通過讀寫主控制器寄存器來完成。因此，系統中只需分別定義一個讀寄存器函數和寫寄存器函數，然后以此函數為基礎來構成各功能子函數，實現數據傳輸、設備枚舉以及獲取描述符等各種操作。

3.Mass Storage類協議的程序設計

實現Mass Storage設備類中Bulk-Only傳輸協議和Mass Storage類中UFI子類的各種請求命令，對設備進行各種訪問和讀寫操作。

4.應用程序設計

主要實現FAT文件系統?？筛鶕﨔AT文件系統的基本體系，通過Mass Storage類協議中的UFI子類命令和標準的設備請求命令與設備的Flash閃存建立連接關系，并在USB主機系統中建立磁盤的空間結構，定義 MBR， DBR的數據結構，建立FAT表，FDT表，實現對文件系統進行讀取等操作功能即可。

系統的軟件設計即可按照上述的4個功能模塊來依次構建。

3結束語

本設計建立了基于單片機的嵌入式USB主機系統，該系統實現了USB協議中的Mass Storage類協議和精簡的FAT文件系統，能夠對U盤中的文件數據進行讀寫，完成相應的文件操作等各種功能。結果表明：利用該嵌入式USB主機系統對具體U盤中的文件進行讀操作時，平均速度為60～80KB/S，對之進行寫操作時，平均速度為40～50KB/S。該系統真正實現了便攜式，擺脫了PC機對USB設備的控制，無需PC主機即可對USB設備進行讀寫操作，具有廣闊的應用前景。程序主要采用C語言編寫，因此它可以很方便地移植到其它處理器中。

本文創新之處：目前，市場上脫離PC對U盤操作的單純產品很少，而且有些此功能的產品都有一定的應用背景。本設計開發了U盤對拷器，留有擴展口，可作U盤對拷器用，也可在此基礎上作二次開發。

參考文獻
[1] 王成儒.USB 2.0原理與工程開發[M].北京：國防工業出版社，2004.1
[2] 伊勇，王洪成.單片機開發環境uVision2使用指南及USB固件編程與調試[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，2004.11
[3] 李群芳 張士軍編.單片微型計算機與接口技術（第2版）[M].西安：電子工業出版社，2005.1
[4] 郭文彬 孫智權等. 基于NiosⅡ的usb接口模塊設計[J]．微計算機信息，2006,10-2:278-279。