CN104866441A - 基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输 - Google Patents

基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Mass Storage设备类USB接口虚拟USB同步通信接口，实现实时数据流传输的方案，该方案的所有模块均可在单一的微控制处理器中完成或者由微控制器和外部存储介质联合完成。其所设计到的单元包括中央控制单元、实时数据处理单元、FAT12/16/32文件系统、USB Mass Storage固件、存储介质读写驱动及外部存储介质。本发明基于重配置文件系统中的FAT表，使得非智能设备在读取USB Mass Storage设备中的文件时，总是循环读取存储介质内的一段存储空间。中央控制器及实时数据处理单元根据用户指定的多媒体资源地址或者链接，将数据流循环的写入到存储介质内同样的存储空间，以此实现非智能设备播放实时流媒体。本发明能够扩展现有非智能设备的功能，可将其扩展为物联网未来的一员。

Description

基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输
技术领域
本发明涉及到一种基于USB Mass Storage接口及小容量存储器虚拟USB同步通信接口的方案，特别是一种可以在现有的非智能设备上实现多媒体点播以及实时流媒体播放的智能化产品。
背景技术
近年来，互联网发展迅猛，在线资源急剧猛增，人们对互联网的依赖越来越强。然而由于现在一些非智能电子设备不具备上网功能，例如MP3音箱，非智能电视机等等，但是绝大多数这类设备都具有USB接口，可以读取/播放U盘里的多媒体文件。
USB接口根据用途不同，可以分为音频设备类、通信设备类、HID设备类、显示设备类、Mass Storage设备类等等。不同的设备类使用的固件不同，一般不可通用。
综上所述，现有非智能设备上的USB接口归属于USB Mass Storage设备类，因此不能完成实时数据流的传输，也就无法通过USB接口外接设备实现上网冲浪/在线资源获取。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于USB Mass Storage接口及小容量存储器虚拟USB通信设备类接口的方案，旨在Mass Storage类USB接口上实现实时数据流传输。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案涉及模块如下：中央控制单元、实时数据流处理单元、USB Mass Storage固件、FAT12/16/32文件管理系统、存储介质读写驱动、外部存储介质。方案概述如下：微控制处理器配置Mass Storage固件，基于外部存储介质或者内部存储空间虚拟Mass Storage设备；微控制器重配置FAT文件管理系统，使得已存储的文件的FAT表为一循环链表；实时数据流处理单元将外部获取的实时数据流循环写入到FAT链表中指定的存储介质中；非智能设备通过USB接口读取虚拟Mass Storage设备存储介质上的文件，由于FAT链表为一循环链表，故其将循环读取一段存储介质中的数据。
USB Mass Storage固件用来保证虚拟的U盘能够正常的被非智能设备枚举/数据读取等Mass Storage类设备操作，屏蔽非智能设备对存储介质的写操作。
FAT12/16/32文件管理系统用来管理存储在存储介质上的文件夹/文件，其将硬盘分为MBR区、DBR区、FAT区、FDT区和DATA区。FAT区存储FAT表，用来描述簇的分配状态及标明文件或目录的下一簇簇号。本发明中需要修改FAT表，使得每一个文件对应的FAT链表进入无限循环读取连续簇组。
实时数据处理单元负责在从外部获取实时数据，并且连续的写入到FAT链表中指定的存储介质中。
中央控制单元在系统初始化阶段根据存储介质中的文件信息，依据FAT12/16/32文件管理系统，重配置其FAT链表。
中央控制单元控制实时数据处理单元，将要求的媒体流循环写入虚拟Mass Storage设备内。
附图说明
图1为基于Mass Storage设备类USB接口实现实时数据流传输的方案系统框图，并详细给出了微控制处理器中各个模块以及各模块之间的信息交换关系。
主要单元符号说明。
      1 微控制处理器。
             11 中央控制单元。
             12 实时数据处理单元。
             13 FAT12/16/32 文件系统。
             14 USB Mass Storage固件。
             15 存储介质读写驱动。
             16 USB接口。
      2 非智能设备。
             21 USB接口。
      3 外部存储介质。
具体实施方式
如图1所示，本发明是一种基于Mass Storage设备类USB接口实现实时数据量传输的方案，包括中央控制单元11，实时数据处理单元12，FAT12/16/32 文件系统13，USB Mass Storage固件14，存储介质读写驱动15，USB接口16和外部存储介质3。
存储介质读写驱动15通过SPI或者USART或者USB接口与外部存储介质3连接，用于实现对存储介质中指定地址的读写操作，微控制处理器1中的其它模块可以通过其完成数据的存取。
USB Mass Storage固件14接收USB接口16的指令，依据Mass Storage设备类的属性完成相应的枚举。来自USB接口16的指令为读批量数据时，USB Mass Storage固件14根据存储介质读写驱动15提供的接口函数，读取外部存储介质中的数据。
实时数据处理单元12依据中央控制单元11的指令，依据存储介质读写驱动15提供的接口函数，将相应的实时数据流写入到外部存储介质中。
中央控制单元11基于FAT12/16/32 文件系统，配置虚拟U盘里文件的FAT链表，使得非智能设备通过USB Mass Storage接口读取U盘内指定文件时，循环的读取外部存储介质上的一组簇群。
上面外部存储介质也可以由微控制处理器内部存储空间模拟，只需要依赖于微控制处理器的资源。
以上所述的实施方式仅仅是为了说明本发明的技术思想以及特点，其目的在于使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，而不是限定本发明，即根据本发明公开的精神所作的等同变化或修饰，均应涵盖在本发明的权利要求中。

Claims (10)

1.一种基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，涉及模块包括：
中央控制单元：用于重配虚拟USB设备的FAT表以及控制实时数据处理单元；
实时数据处理单元：用于根据中央控制单元指令获取指定的媒体流数据，并将数据流循环的写入中央控制单元指定位置的存储介质；
FAT12/16/32文件系统：提供存储介质中文件配置信息；
USB Mass Storage固件：当USB接口连接时，依据Mass Storage设备类的属性完成相应的枚举；
当主机要读取文件数据时，USB Mass Storage固件根据存储介质读写驱动提供的接口函数，读取外部存储介质中的数据；
存储介质读写驱动：用于实现对存储介质中指定地址的读写操作。
2.如权利要求1所述的基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，其特征为：此方案可以拓展传统非智能机功能，可以通过其Mass Storage设备类USB接口接入网络，享受互联网上丰富的流媒体资源。
3.如权利要求1所述的基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，其特征为：所述中央控制单元应提前配置好预设的多媒体资源，并以相应的图标或链接方式存储到虚拟U盘内，并对这些预存文件的FAT链表重配置，使得每个文件的存储空间对应于一循环链表。
4.如权利要求1所述的基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，其特征为：所述实时数据处理单元应根据中央控制单元指令，将获取的实时数据流循环的写入到一段指定的循环存储空间内。
5.如权利要求1所述的基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，USB Mass Storage固件应该配合USB主机完成枚举，数据读操作，忽略数据写操作。
6.如权利要求1所述的基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，其特征为：外部存储介质可以为以独立的存储芯片，如果微控制片上资源足够，也可使用微控制处理器的片上资源作为存储介质虚拟USB存储设备。
7.如权利要求1所述的基于USB Mass Storage接口的实时数据流传输方案，其特征为：微控制处理器不限定为特定的器件，只要能合理实现上述各模块的功能即属于本发明权利要求范畴。
8.如权利要求3所述的中央控制单元，其应具备：根据预设文件存储信息，正确配置个文件FAT链表，以致USB主机读取文件时，一直循环读取一段存储空间。
9.如权利要求4所述的实时数据处理单元，其应具备：快速处理数据并将数据流写入到指定存储空间的性能，不会影响USB接口数据读取。
10.如权利要求6所述的存储介质，其应具备：快速读写功能，其读写速度应大于流媒体的播放速度。
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