畢業設計/論文開題報告課題名稱基于USB的微控制器大容量存儲技術的研究院系機電與自動化學院專業班電氣0906姓名馮文波評分指導教師華中科技大學武昌分校畢業設計開題報告撰寫要求1.開題報告主要內容1）課題設計的目的和意義；2）課題設計的主要內容；3）設計方案；4）實施計劃。5）主要參考文獻：不少于5篇，其中外文文獻不少于1篇。2．撰寫開題報告時，所選課題的課題名稱也不得多于25個漢字，課題設計份量要適當，設計中必須是自己的設計內容。3.開題報告的字數不少于2000字（藝術類專業不少于1000字），格式按《華中科技大學武昌分校本科畢業設計/論文撰寫規范》的要求撰寫。4.指導教師和責任單位必須審查簽字。5．開題報告單獨裝訂，本附件為封面，后續表格請從網上下載并用A4紙打印后填寫。6.此開題報告適用于全校各專業，部分特殊專業需要變更的，由所在系在基礎上提出調整方案，報學校審批后執行。華中科技大學武昌分校學生畢業設計開題報告學生姓名馮文波學號20091131224專業班級電氣0906系別機電與自動化學院指導教師職稱課題名稱基于USB的微控制器大容量存儲技術的研究1課題設計的目的和意義隨著計算機技術的不斷發展，系統中數據量在不斷增大，對數據傳輸速度的也越來越高。現有的各類串行接口都存在著不同的缺點，越來越難以滿足要求。ＵＳＢ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ，通用串行總線）是一種應用在計算機領域的新型接口技術，它ａｎｄ是一種快速、雙向、同步、廉價，并支持熱插拔功能、即插即用（ＰｌｕｇＰｌａｙ）的串行接口。ＵＳＢ技術的出現為外設的連接提供了一個很好的解決方案。通用計算機系統中由于操作系統（Ｗｉｎｄｏｗｓ、Ｌｉｎｕｘ）中全面支持ＵＳＢ接口的各類協議，這使得越來越多的設備使用ＵＳＢ接口作為與計算機通訊和傳輸數據的工具。從ＵＳＢ問世到協議規范２．０版本，ＵＳＢ在不斷自我完善并走向成熟。從普通計算機用戶、計算機工程師，到硬件芯片生產廠商，都已經完全認可了ＵＳＢ。廠商對于ＵＳＢ的硬件和軟件支持的也越來越完備。現在開發一個ＵＳＢ外設產品，所需要投入的成本和時問大大降低了，幾年前是沒有辦法做到這一點的。但是，隨著ＵＳＢ應用領域的逐漸擴大，人們對于ＵＳＢ的期望也越來越高，希望ＵＳＢ能應用在各種計算機領域中，尤其是在移動數據領域中，希望能通過ＰＤＡ等移動設備直接和ＵＳＢ外設通信，使得ＵＳＢ能應用在沒有ＰＣ的領域中，但這正是ＵＳＢ的一個致命的弱點。ＵＳＢ的拓撲結構中居于核心地位的是Ｈｏｓｔ（也稱為主機），任何一次ＵＳＢ的數據傳輸都必須由主機來發起和控制，所有的ＵＳＢ外設都只能和主機建立連接，任何兩個外設之間或是兩個主機之間無法直接通信。而目前大量扮演主機角色的是ＰＣ。因此，我們目前所買到和使用的ＵＳＢ移動設備，都是ＵＳＢ的外設（Ｄｅｖｉｃｅ），比如ＵＳＢ的移動硬盤、ＵＳＢ接口的數碼相機等等。所有這些設備都只能與ＰＣ進行文件和數據交換。沒有了ＰＣ，這些設備就“失靈”了。因此，“如何將ＵＳＢ應用到嵌入式領域？如何實現ＵＳＢ點對點的通信？”等問題形成了新的需求，嵌入式的ＵＳＢ主機成了新的研究的熱點。作為計算機系統的另外一個分支嵌入式計算機系統，隨著嵌入式技術的不斷發展，出現了嵌入式操作系統（例如：ｕＣｌｉｎｔｔｘ、ＶｘＷｏｒｋｓ、ＵＣ／ＯＳ等）。嵌入式操作系統的出現為嵌入式計算機系統提供了開發平臺，使得嵌入式計算機能像ＰＣ機那樣在操作系統的支持下全面支持ＵＳＢ技術。但是由于平臺昂貴的價格和必須高端處理器與之配套等因素，使得ＵＳＢ只有在高端產品中才能得以應用。我們知道嵌入式微控制器也就是我們常說的單片機，在電子技術高速發展的今天仍占有重要的位置，約占７０％的市場份額，是當前嵌入式系統的基礎。由于無法得到嵌入式操作系統的支持要想實現ＵＳＢ接口比較困難。如何在單片機上實現ＵＳＢ接口的研究是很有意義和實用價的。西安科技大學碩士學位論文目前國內外芯片生產廠家通常提供兩類ＵＳＢ接口芯片，從內部結構上可分為有內部處理器和沒有內部處理器兩類。以Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＥＩ－－ＵＳＢＦＸ２為例，它內部含有８０５１處理器。而Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＳＬ８１ｌＨＳ芯片就是內部不含處理器的ＵＳＢ接口芯片。這兩類芯片各有優缺點，針對不同的應用環境和開發條件實現方法有所不同。針對不同的用途國內外很多公司都提供了不同的解決方案。而在嵌入式的ＵＳＢ主機方面所做的研究和設計大都是采用ＭＣＵ（ＭＰＵ）＋ＵＳＢ主控接口芯片的模式。作為ＵＳＢ的延伸，ＵＳＢ主控接口芯片只有少數的公司提供，現在比較成熟的有Ｃｙｐｒｅｓｓ公司的ＳＬ８１１ＨＳ和Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＩＳＰｌｌ６１。ＳＬ８１１ＨＳ是ＣＹＰＲＥＳＳ公司２００２年的新產品，支持ＵＳＢｌ．１協議，由于其技術比較成熟，市場的供給充足，因而目前應用較為廣泛。ＩＳＰｌｌ６１是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司推出的世界上第一塊集主／從控制器于一體的１６位芯片，一般用于ＤＳＰ及一些嵌入式系統中，它的應用方向是一些手持數碼設備。基于這兩個主控芯片，國內外的嵌入式產品廠家展開了廣泛的研究，希望能夠在嵌入式產品的世界中有更多ＵＳＢ產品出現。鑒于單片機所占有的廣闊的市場空間，基于單片機嵌入式ＵＳＢ主機控制器的研究具有一定的領先性和前瞻性。現在一些大學和公司己經開始了有關這方面的研究，從事這方面研究工作的除了有清華大學、浙江大學等高等院校，還有一些便攜式設備的生產廠家。在一些工業現場中，某些場合例如溫度、壓力過高或者測試地點需要移動等，進行數據采集及數據交換時使用ＰＣ機十分不便，而利用ＵＳＢ移動類存儲設備就可以很方便的解決這個問題。現有的典型產品有飛機黑匣子、汽車黑匣子（數據記錄儀）、測厚儀、探傷儀、手持式數據采集器等等。１．２本文所做的主要工作嵌入式ＵＳＢ系統的研究和開發將更進一步拓寬ＵＳＢ接口技術的應用領些設備都只能與ＰＣ進行文件和數據交換。沒有了ＰＣ，這些設備就“失靈”了。因此，“如何將ＵＳＢ應用到嵌入式領域？如何實現ＵＳＢ點對點的通信？”等問題形成了新的需求，嵌入式的ＵＳＢ主機成了新的研究的熱點。作為計算機系統的另外一個分支嵌入式計算機系統，隨著嵌入式技術的不斷發展，出現了嵌入式操作系統（例如：ｕＣｌｉｎｔｔｘ、ＶｘＷｏｒｋｓ、ＵＣ／ＯＳ等）。嵌入式操作系統的出現為嵌入式計算機系統提供了開發平臺，使得嵌入式計算機能像ＰＣ機那樣在操作系統的支持下全面支持ＵＳＢ技術。但是由于平臺昂貴的價格和必須高端處理器與之配套等因素，使得ＵＳＢ只有在高端產品中才能得以應用。我們知道嵌入式微控制器也就是我們常說的單片機，在電子技術高速發展的今天仍占有重要的位置，約占７０％的市場份額，是當前嵌入式系統的基礎。由于無法得到嵌入式操作系統的支持要想實現ＵＳＢ接口比較困難。如何在單片機上實現ＵＳＢ接口的研究是很有意義和實用價的。2課題設計的主要內容嵌入式ＵＳＢ系統的研究和開發將更進一步拓寬口技術的應用領域，在數據存儲和交換領域具有很好的應用前景，將為嵌入式系統的開發帶來全新的天地。本文從ＵＳＢ總線的結構入手，通過分析ＵＳＢ總線結構、ＵＳＢ主機構造和優盤文件系統，構建一個不含操作系統的微控制器實驗模型（ＭＣＵ＋ＵＳＢ主控接口芯片），通過ＵＳＢ接口芯片ＳＬ８１１ＨＳ實現了對優盤的讀、寫等操作，并在此基礎上嘗試移動硬盤的接入。設計即包括硬件電路的設計，同時也包括各種底層協議的程序實現和Ｍａｓｓ儲和交換的解決方案Ｓｔｏｒａｇｅ協議的實現等。3設計方案１．介紹ＵＳＢ總線，分析ＵＳＢ協議和嵌入式系統中主機應具備的功能。２．介紹ＵＳＢ設備類（以海量存儲類協議為主）以及如何在嵌入式系統中實現ＵＳＢ接口。３．構建ＭＣＵ＋ＵＳＢ接口控制芯片實驗模型，完成硬件電路部分設計。４．針對ＵＳＢ主機的軟件需求，在單片機系統中編程實現ＵＳＢ協議棧、ＵＳＢ大容量存儲類協議以及在ＰＣ領域應用廣泛的ＦＡＴ文件系統，并結合流程圖詳細的闡述程序設計過程。4實施計劃5主要參考文獻（不少于5篇，其中外文文獻至少1篇）指導教師意見指導教師簽字：年月日答辯小組意見：組長簽字：年月日教研室審查意見：教研室負責人簽字：年月日院系審查意見：院系負責人簽字：（公章）年月日（此表由學生填寫，指導教師、答辯小組、教研室、院系簽署意見）附件8畢業設計/論文外文文獻翻譯院系機電與自動化學院專業班級電氣0906姓名馮文波原文出處評分指導教師華中科技大學武昌分校20年月日

畢業設計/論文外文文獻翻譯要求：（此頁打印在封面反面）1．外文文獻翻譯的內容應與畢業設計/論文課題相關。2．外文文獻翻譯的字數：非英語專業學生應完成與畢業設計/論文課題內容相