Linux揭开USB主机设计的神秘面纱 （1）

嵌入式Linux和普通Linux并无本质区别。PC上用到的硬件，嵌入式Linux几乎都支持。Linux上各种硬件的驱动程序源代码都可以得到，为用户编写自己专有硬件的驱动程序带来很大方便。这里我们就对在嵌入式Linux平台上进行USB主机控制器的软、硬件设计做一个简单介绍。

主动识别USB

目前，大部分的嵌入式产品都具有USB接口功能，但实际指的是下位机的功能，不具备主动识别USB设备，更不能对其进行控制和读写等操作，这也是美中不足的地方。比如在一个工业数据采集的领域中，由于便携式嵌入设备的存储容量一般非常有限，经常需要使用USB优盘作为数据存储的载体。

这就要在项目中实现一个嵌入式的USB主机来采集数据，并且把数据存储到优盘中。这里，这个USB主机只需具有控制读写功能就行了，不必实现外设的功能，因为它根本不用连接到PC。用户的需求呼唤USB主机实现嵌入式化，也就是开发和设计嵌入式的USB主机。

移动数据交换和存储，是近年来信息技术行业的热点。如今，各式各样的移动存储设备有如雨后春笋般出现。它们从最早的存储量为几KB、能存储用户个人信息的USB小钥匙，到容量可与PC硬盘媲美的USB活动硬盘，再到以Flash作为存储介质的USB闪盘和优盘，直到今天大量的PC外设和多媒体家电中大量使用的数据存储器。

同时，我们也应注意到：移动数据交换业，是伴随着通用串行总线（UniversalSerialBus，简称为USB）的成熟而兴起的。USB既是数据交换的媒介，又是其核心。可以说，没有USB，就不会有移动数据业务如此迅猛地发展。

从USB问世，从1.1到协议规范2.0版本再到目前的USBOTG(On-The-Go)，USB在不断自我完善，并走向成熟。厂商对于USB的硬件和软件支持的也越来越完备。现在开发一个USB外设产品，所需要投入的成本和时间大大降低了。

随着USB应用领域的逐渐扩大，对于USB的期望也越来越高。希望USB能应用在各种计算机领域中，尤其是在移动数据领域中；希望能通过PDA等移动设备直接和USB外设通信，使得USB能应用在没有PC的领域中。

USB的拓扑结构中居于核心地位的是Host（也称为主机）。任何一次USB的数据传输都必须由主机来发起和控制，所有的USB外设都只能和主机建立连接，任何两个外设之间或是两个主机之间无法直接通信。而目前，大量的扮演主机角色的是个人电脑PC。

因此，我们目前所买到和使用的USB移动设备，都是USB的外设，比如USB的移动硬盘、USB接口的数码相机等。所有这些设备都只能在PC上使用，只能通过PC来进行相互的文件和数据交换。这正是USB的弱点。

数码相机和MP3播放器等类似的产品都是作为USB的外设。现在的技术条件下，我们只能通过PC作为数码文件的中介。我们首先是把数码相机连接到PC上，并且安装相应的驱动程序和用户界面，把数码相机存储盘上的内容复制到PC硬盘上。然后，把USB打印机连接到PC。最后，再把照片打印出来。整个过程，很复杂，更是不方便。

有了嵌入式的USB主机，就不需要PC的介入。这里，需要做的就是在MP3播放器、数码相机里嵌入USB主模块，使其由传统的USB外设成为USB主机。这样，这些嵌入式的主机就可以直接和移动硬盘、打印机等USB的外设连接，实现所需的功能。

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