基于CPLD的USB总线读写控制功能实现

时间:2013-07-01 16:57 来源:发表吧作者:夏炜点击: 次

　　【摘要】以CPLD作为主控芯片，设计了一种针对USB总线的数据读写控制器。U盘通过该控制器转接到PC机的USB接口，利用控制器对USB总线上的数据进行实时监测分析，自动禁止PC机上的文件数据输出到U盘，同时不影响PC机对U盘中文件的正常读取。

　　【关键词】USB；读写控制；CPLD

　　ImplementationofUSBbus'readingandwritingcontrolbasedonCPLD

　　XiaWei,WangTengFei

　　(SchoolofPhysicsScienceandTechnology,WuhanUniversity，HuBei，Wuhan，430072)

　　Abstract:ThedesignofareadingandwritingcontrollerfortheUSBbusisbasedonCPLDasamasterchip.U-diskcanconnecttothePC'sUSBportusingthiscontroller,whichworksforthereal-timemonitoringandanalysingoftheUSBbusdata,andautomaticallydisablesthePCoutputtingit'sfilesdatatotheU-disk,whilethePCdoesnotaffecttheU-disk'snormalfilereading.

　　Keywords:USB;readingandwritingcontrol;CPLD

　　0引言

　　目前市面上广泛流行的U盘，以其传输速度快、容量大、方便携带等优点，深受消费者青睐。然而这种便携式存储设备，很多时候却悄悄地成为电脑病毒的寄生场所。对于一些涉密部门而言，其计算机对USB接口往往极其敏感，有些甚至干脆直接锁住USB接口，以防止插入U盘窃取计算机中的资料。与U盘相比，他们往往更愿意采用简单可靠的只读光盘来交换数据，如图1。但普通光盘难以做到重复利用，且需要事前刻录，使用起来不及U盘便捷。

　　本文论述了一种基于CPLD的USB总线读写控制器设计，该设计能够从硬件上杜绝这种"通过U盘窃取数据"的可能，从而使人们在享受U盘传递数据快捷便利的同时，不必再有数据被窃取的担忧，也省去了以往刻录光盘的繁琐，使用模式如图2所示。

　　图1传统的只读光驱+只读光盘模式图2USB口+USB总线控制器+普通U盘模式

　　1硬件架构

　　本设计基于EPM3512AQC208芯片，采用两片TI公司1106芯片作为USB总线转发芯片，其接口电路参见文献[5]。系统时钟采用12MHz无源晶振，时钟信号经ICS512时钟管理芯片倍频成96MHz后提供给CPLD作为基准时钟。考虑到USB2.0的最大供电电流只有500mA，此处控制板采用单独外接+5V直流电源供电。另外，使用LDO电源管理芯片将+5V电源转换成+3.3V后供CPLD工作，芯片型号为LM1084-3.3V；使用TPS3307-33芯片进行电路复位管理。

　　2CPLD软件实现

　　2.1软件实现方案

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