0 引 言

　　μCLinux是針對嵌入式控制領域的操作系統，它繼承了Linux內核的絕大部分特性，專為沒有內存管理單元MMU的嵌入式微處理器而設計。它內核小，效率高，源代碼開放，包含了完整的TCP/IP網絡協議。ADSP-BF533是ADI公司Blackfin系列的高速數字信號處理器芯片。 Blackfin系列是ADI與Intel聯合開發的體現高性能體系結構的首款第四代DSP產品，16位定點DSP內核，新型指令結構，支持C/C++編程，主頻達600 MHz，內核電壓1.2 V，具有動態電源管理能力，功耗低，擴展能力強，被廣泛應用于各種信號處理。

　　這里使用基于Blackfin ADSP-BF533微處理器的μClinux開發板，在對外通信時需用到USB接口。結合實際情況，選擇FTDI公司推出的USB芯片FT245BL。主要介紹USB芯片FT245BL的工作原理和電路設計，以及如何在μClinux操作系統下編寫和添加其驅動程序的方法。

　　1 FT245BL工作原理與電路設計

　　傳統USB芯片要求設計人員對USB的標準、Firmware編程及驅動程序的開發等有較深入的理解，工作量大，開發周期長，需要經驗豐富的設計者才能完成;而FTDI(Future Technology Devices Intl.Ltd.)公司推出的USB芯片FT245BL集成了微控制器，并且把實現USB通信協議的固件程序直接固化在芯片中，同時提供了PC端的沒備驅動程序，用戶只需進行必要的硬件設計和簡單的軟件編程，所以大大降低了開發難度。

　　1.1 功能結構

　　FT245BL是FTDI公司的一款并行FIFO雙向數據傳輸的USB芯片，對于微處理器它提供8位并行數據總線D0～D7，對于外部主機是標準串行總線或虛擬接口，其數據傳輸速率最高可達1 MB/s，提供USBl.1/2.O規范的全速物理接口，支持UHCI/OHCI/EHCI主控制器。

　　FT245BL芯片的內部系統結構框架圖如圖1所示，芯片主要由3.3 V穩壓器、USB收發器、串行接口引擎(SIE)、USB協議引擎和先進先出(FIFO)控制器、6 MHz振蕩器、8×倍頻器、USB鎖相環、復位器、E。PROM接口等構成。其內部設置了2個FIFO數據緩沖區，一個是128 B的接收緩沖區;一個是384 B的發送緩沖區。串行接口引擎用來完成USB數據的串/并雙向轉換;USB協議引擎用于管理來自USB設備控制端口的數據流，實現USB主機控制器需要的 USB底層協議。

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　　1.2 工作原理

　　DSP與FT245BL接口框圖如圖2所示。主板CPLD用AMS[0：3]和高5位地址線(A19～A15)進行譯碼;FT245BL的TXE和RXF 信號在查詢地址有效時，通過DSP讀取其狀態，判斷是否發送數據或接收數據;TXE用于判斷發送FIFO是否滿，0為不滿，1為滿，當TXE為0時，外部 DSP向發送FIFO緩沖區寫數據，直到發送數據全部寫入;RXF用于判斷接收FIFO是否有數據，只要數據個數≥1，RXF就為低，通知DSP可以讀取數據。FT245BL的RD和WR信號在讀寫地址有效時，分別與DSP的ARE和AWE相連，DSP可以讀取接收數據和寫入發送數據。

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　　1.3 電路設計

　　FT245BL芯片使用主板上的3.3 V和5 V電源供電，主板對外作為一個USB設備。USB總線的電源線連接在芯片的復位引腳RESET上，這樣保證了USB芯片平時處于復位狀態。

　　當USB總線連接到主機時，電源線變高，RESET變高，最終導致RSTOUT變高，由于USBDP引腳配置了一個1.5 kΩ的上拉電阻連到RSTOUT引腳，使得芯片以全速狀態連接到主機。FIFO控制器接口包括8位數據線D7～D0、讀RD、寫WR、發送使能TXE、接收完畢RXF的5個信號。由于FT245BL芯片沒有片選線，所以信號都是經過主板CPLD內部的譯碼電路處理后才連接的。DSP采用中斷機制讀取 FIFO的數據，所以將RXF連接DSP的可編程端口(PF3)，用以產生中斷。

　　2 FT245BL驅動程序的編寫

　　這里以ADI公司的ADSP-BF533為例，介紹USB接口芯片FT245BL在μClinux下驅動程序的編寫。依據FT245BL芯片的結構和接口設計，決定將其作為字符設備來開發它的驅動程序。所用開發平臺的硬件結構如下：

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　　2.1 確定設備的設備名稱和主設備號

　　主設備號是內核識別不同類型設備的惟一標識，內核利用主設備號將設備與相應的驅動程序對應起來。開發新的驅動程序，必須找到一個還未被使用的主設備號，分配給自己的字符設備。主設備號的確定可以通過兩種方法：一是靜態定義;二是動態分配。該驅動采用的是靜態主設備號，在ft245b1.C文件中直接定義設置為254，#define ft245bl_major 254。

　　2.2 確定編寫需要的file-operations數據結構中的功能函數

　　該驅動文件ft245b1.C中定義的file_operations數據結構：

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　　2.3 設備的注冊與注銷

　　設備驅動在調用前必須首先向系統注冊，這時就執行加載函數static int_init FT245BL_init(void)。該函數的核心語句是 register_chrdev(ft245bl_major，FT245BL_DEV，&ft245bl_fops)字符注冊函數。其中，ft245bl_major是設備驅動向系統申請的主設備號;FT245BL_DEV是USB設備的名稱;ft245bl_fops是之前定義為 file_operations數據結構的各個功能函數的文件指針。該函數返回值為0，表示注冊成功;返回-INVAL，表示申請的主設備號非法;返回 -EBUSY，表示該設備號正在使用。設備注冊成功后，設備名會出現在系統的/proc/devices文件中。

　　設備有注冊就有卸載，卸載字符設備需要調用函數unregister_chrdev(ft245bl_major，FT245BL_DEV)，參數有主設備號和設備名兩個，USB退出驅動，用staticvoid_exit ft245bl_exit(void)函數。