無驅動USB認證模塊在電子商務中的應用

時間：2024-09-17 15:35:37 理工畢業論文我要投稿

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無驅動USB認證模塊在電子商務中的應用

摘要：USB作為一種新型的接口技術在電子商務平臺有其獨特的優勢。本文主要介紹關于無驅動型USB產品HID接口的設計過程，討論產品的軟硬件開發過程中的一些問題，給出參考示例代碼。

USB是由Compaq(康柏)、DEC、IBM、Intel、NEC、微軟以及Northern Telecom(北京電訊)等公司于1994年11月共同提出的，自1995年在Comdex上亮相以來至今已廣泛地為各PC廠家所支持，近年來應用日益廣泛。

但是，國內的USB產品還是相對較少。首先，是硬件開發系統的問題，國內沒有自己USB芯片產品，所有的關于USB接口方面的芯片全部由國外供給，而國內卻沒有任何技術方面的支持，因此開發進度很難保證。面向芯片的開發系統更是相對的遲緩。其次，USB產品的軟件研發也并不是很容易的。USB協議將設備分為不同的類型，每個設備類型都定義了類似功能設備的共同行為和協議。例如，HID人機接口設備主指用于人控制計算機系統操作的器件。對設備進行分類是了消除不同硬件廠商之間的差異，相同類型的設備都由一組標準定義的功能模塊組成。這樣，如果自己開發的一些設備類，可能是沒有驅動程序的，就面臨著驅動的開發問題；而驅動開發是大家公認的有難度的問題等待，都限制了國內USB產品的開發。

USB產品同時也沖南昌著電子商務平臺。現在電子商務在社會生產日益廣泛，但是網絡系統是一個開放的系統，存在大量不安全的因素。因此，利用各個電子商務公司開發出的各種密鑰管理系統、證書系統；同時，利用計算機的USB接口特點開發出方便的硬件安全認證證書，已經成為各個認證公司追求的安全解決方案。該產品以其方便、靈活、安全等特點，在電子商務中已經應用，并且近年來在金融行業與智能卡逐漸形成并立的趨勢。

1 安全認證模塊硬件結構

圖1為認證模塊的簡要結構框圖。

幾乎所有的硬件廠商都有USB接口芯片的相關產品，選擇也很多，這里選用的是PDIUSBD12。它是一種性能優化的USB器件，通常用于基于微控制器的系統并與微控制器通過高速并行接口進行通信，也支持本地DMA傳輸。該器件采用模塊化的方法實現一個USB接口，允許在眾多可用的微控制器中選擇最合適的作為系統微控制器；允許使用現存的體系結構并使固件投資減到最小，是開發低成本且高效的USB外圍設備的解決方案。

微處理器和EEPROM是市場上已經成熟的硬件產品，這里采用Atmel公司的單片機和Xicor公司的EEPROM芯片。

2 HID設備類固件程序設計

USB1.1協議定義了11種標準請求，同時定義了6種有關HID控制流程的特定請求。其中：set_report，get_report，給主機和設備提供了一條相互傳遞數據的途徑。

USB單片機控制程序一般須實現三個步驟：

①初始化單片機和所有的外圍電路（包括PDIUSBD12），然后進入主程序循環；

②在接口要求中斷后必須進入相應的中斷服務程序；

③固件程序須完成鑒權、加密、解密的算法。

圖2是模塊程序處理的總體流程圖，可以比較直觀地顯示程序結構。

2.1 系統啟動必須執行的通信過程

在沒有安裝驅動程序時，主機提取51固件程序中設備描述表，然后設置USB地址。啟動驅動程序（如果沒有正確的驅動程序，則啟動安裝先導），驅動程序讀取設備描述表、配置描述符等，設置配置，即發出連接USB命令后，PC先讀取設備描述符，然后發出設置USB地址SETUP包。設置USB地址后，進行PC客戶驅動與設備初始化。

2.2 USB設備啟動流程

①USB設備接入USB口，發出連接USB命令。

②主機發出讀設備描述符兩次。

③主機根據設備描述符—廠商ID、產品ID，啟動相應設備驅動程序。

④設備驅動程序初始化USB設備：

a讀設備描述符；

b讀配置描述符；

c選擇接口、端點（管道），確定傳輸方式。

注意：在發送配置[,接口（1），端點（1），接口（2），端點（2），…，類，廠商等]聯合描述表時，各描述表的先后順序可隨意，主機USBD根據描述表類型標識區分各種分描述表。

2.3 固件主程序通信主程序