USB设备开发流程分析
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2020-07-20
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USB设备开发流程分析设备开发流程分析
本文主要对USB设备开发流程进行了分析，希望对你的学习有所帮助。
USB设备的开发一般包括主机端（上位机）驱动程序的开发（如果您的USB设备符合某一标准设备类且主机端已经提供了此
类设备的驱动程序的话，则可以省掉此步骤）和USB设备端驱动程序的开发，有时还可能包括主机端应用程序的设计工作。
1、设备系统需求分析
设备系统需求分析是进行USB设备设计的第一步，通过对USB设备功能特性和USB主机端操作系统的分析，可以获得实现该
USB设备的软硬件设计需求。
在该阶段，设计者需要充分了解该设备的应用环境（如USB主机的软件、硬件平台），这样以用来确定是否需要提供USB主
机端相关软件工作，以便该设 备能得到广泛地应用。为了提供合理的软硬件设计方案，设计者还需要充分了解市场上的USB
接口芯片，不同的USB接口芯片在USB协议上有着不同程度的支 持，比如，对数据包地址的硬件自动识别、CRC16和CRC5
的自动生成等等。
当然，在确定具体的软硬件需求时，产品的开发费用和开发周期也是必须考虑的因素。
2、设备硬件需求
通过设备系统需求分析，以及对市场上USB接口芯片的充分了解，设计者必须确定相应的设备硬件结构以及可能采用的硬
件。在选择器件时，需要考虑到器件体积、功耗等，因为，小的设备功耗，有利于采用总线供电模式。必须通过设备系统的功
耗来确定是否需要提供本地电源。
3、设备软件需求
在确定了设备的硬件结构以后，该设备的软件结构就会同时产生。不同的硬件平台，可能需要不同程度的软件支持。
4、设备硬件设计
在选定USB控制芯片以后，如果是带USB接口的单片机，则是一般单片机应用系统的开发；反之，就是如何把USB接口芯片
与单片机应用系统融合的问 题。一般USB接口芯片都支持多种并行总线结构（复用/非复用），可以方便的与多种单片机接
口。硬件设计中要注意的就是USB接口芯片的时钟速度比较高， 所以匹配网络的设计以及PCB布线要特别关注。
5、设备软件设计
USB设备的软件设计主要包括两部分：一是USB设备端的软件开发，主要完成USB协议处理与数据交换以及其它应用功能程
序。二是主机端的程序，由 USB通信程序（驱动程序）和用户服务程序两部分组成，主机端用户服务程序通过USB通信程序
（驱动程序）与系统USBDI(USB Device Interface）通信，由系统完成USB协议的处理与数据传输。主机端程序的开发难度比
较大，程序员不仅要熟悉USB协议，如果需要开发主机端驱动程 序的话，还要熟悉主机端操作系统（如常用的WINDOWS系
统）体系结构并能熟练运用DDK工具（驱动程序开发工具）。
6、设备调试
要快捷、成功的开发一个USB设备，正确、合理的调试方法是必不可少的环节。调试基本分三步进行：首先对外部设备（单
片机部分）借助PC调试软件 (常用的有：bus hound、USB MONITOR，某些芯片生产商还提供针对特定芯片的调试软件）将
设备端的USB协议(主要有描述符请求、端口配置、地址设置以及基本数据交换）调通（当 然我们还可以使用USB分析仪等开
发设备，但此类设备一般比较昂贵）。然后，用调试好的USB设备接口来开发、调试PC软件，这一步相对比较容易。最后，
加上USB设备端的其它用户程序，对整个完整的系统进行系统调试。
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