基于OHCI的USB主机 —— 总体构架

在我们的系统中，USB主机就是用来对U盘进行读写操作，因此在设计和构架上就完全围绕这个目的而进行。整个系统所涉及到的内容比较多，按照嵌入式系统开发的一般原则，采用层次化的体系结构，将系统按照功能划分为若干层次，每一层完成相应的功能。

根据系统的业务需要，系统总体构架如下：

9	业务应用层
8	文件操作API层
7	文件系统层
6	U盘操作命令接口层
5	UFI命令层
4	USB设备管理层
3	OHCI软件接口层
2	寄存器读写接口层
1	硬件层

这是一个分层的结构，每层完成自己的功能，层与层之间都是通过接口完成，基本上上层应用都只依赖于下一层，对于个别层的功能实现需要依赖其下的2层，这是考虑实现的方便。

下面对每一层的功能进行说明：

1、 硬件

这是系统最底层，直接完成USB协议处理的硬件部分。

2、 寄存器读写接口

AM9200支持标准的OHCI接口，提供了访问OHCI寄存器的指针（ pUhp）和数据交换区（HCCA），本层对该指针和数据交换区的访问进行封装，对外屏蔽了寄存器读写的细节。以后如果移植到非OHCI的系统上，则可以保持在接口不变，对该层进行重新编码即可。

3、 OHCI软件接口

根据OHCI标准，数据传输都是通过端点描述符（ED）和传输描述符（TD）这两种数据结构来完成的，在进行传输之前需要对ED和TD进行相应的设置，才可以保证数据传输的正确性，本层对ED和TD的操作进行了封装，提供基于OHCI的数据传输接口。

关于ED和TD的详细介绍请参考OHCI规范《Open Host Controller Interface Specification for USB》。

4、 USB设备管理

根据USB标准，USB设备都需要提供设备描述符、配置描述符、接口描述符和端点描述符等信息，本层代码提供了取得这些描述符的命令。

另外，本层还将这些取得描述符的命令组合起来，完成了USB设备的枚举和检测。

5、 UFI命令

根据《Universal Serial Bus Mass Storage Class Bulk-Only Transport》和《Universal Serial Bus Mass Storage Class UFI Command Specification》规范，完成BulkOnly协议的UFI命令，提供扇区读写命令给上层。

6、 U盘操作命令接口

一方面封装UFI命令层，提供以扇区为单位的磁盘读写命令，譬如diskRead()、diskWrite()等函数，另一方面，调用UFI命令完成U盘枚举和检测，确定逻辑0扇区的编号，为构建文件系统奠定基础。

7、 文件系统

完成文件系统初始化，得到相关的参数，提供目录查找、簇操作等接口给上层。

8、 文件操作库函数

仿照C语言的标准文件库函数，提供一套便于上层业务应用所使用的API函数库，包括文件打开、关闭、读写和定位等。

9、 业务应用

这就是业务逻辑层了，也就是根据接收的计费信息调用相应的文件操作库函数，完成话单保存的功能。

采用这样的层次结构，系统具有良好的可维护性和扩展性，只要CPU支持OHCI标准，则本系统就可以不用修改直接使用，如果CPU不支持OHCI标准，则需要将OHCI层的代码进行修改，保持上层的调用接口不变，就可以完成系统移植了。

如果需要扩展支持更多的USB设备，则保持OHCI层基本不变或适当扩展（目前的OHCI层代码只支持控制和批量传输，不支持同步和中断传输），添加新的驱动以及上层应用就可以了。

在这一篇文章里，我对我们的系统进行总体上的说明，这是为了避免一上来就阐述各种技术细节，导致一叶障目，不见泰山。在本系列文章中，所有的代码都是按照这个构架原则来编写的，记住这个构架，对于理解代码会有很大的帮助。