文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于远程控制的虚拟USB设备设计与实现
姓名:余圣永
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:王海卫
20090525
华中科技大学硕士学位论文
摘要
传统的设备虚拟方式一般都是基于驱动层次的或文件系统层次的。而在远程控
制领域,人们对虚拟设备提出了更高的要求,一方面要能实现设备的远程共享,另
一方面还要实现远程重装操作系统。传统的设备虚拟方式居于操作系统之上,不能
满足第二个要求。
USB 系统从不同的层面看可以分为三层:最底层为总线接口层,为 USB 主机和
设备提供底层的物理连接;中间层为协议处理层,它主要用于实现 USB 规范,为上
层提供共同接口;最上层为设备功能层,提供特定的应用功能,它主要包括主机方
的应用层软件和设备方的具有特殊 I/O 功能的 USB 设备。
为实现远程重装操作系统的要求,必须从硬件级虚拟 USB 设备。由此把 USB
设备划分为公有部分和私有部分:公有部分为所有的 USB 设备都包含的特征,它包
含总线接口和 USB 协议处理;私有部分为特殊 USB 设备的特定应用部分,表现出
设备的特征。该方案在远程控制设备中实现 USB 设备的公有部分,用于和服务器进
行交互,并把 SCSI 命令通过网络传输给远程客户端进行处理。而在远程 USB 系统
客户端中通过高级 SCSI 编程接口处理从远程控制设备传送来的 SCSI 命令并把执行
结果返回,从而实现了 USB 设备的私有部分。
最后对虚拟 U 盘从功能和性能两方面进行了测试和分析。实验结果表明可以正
常读取虚拟 U 盘的内容,说明能够实现远程设备共享的要求;在测试性能的过程中,
以本地 U 盘的性能做比较,可以看出虚拟 U 盘的具有不错的性能。

关键词:虚拟设备,远程控制,固件设计,SCSI 编程
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The traditional ways of virtual devices are generally based on device driver or file
system level. However in the field of remote control, people set higher requirements for
virtual devices, which should not only be able to share the remote devices, but also can
reinstall the operating system remotely. The traditional ways of virtual devices based on
the operating system can not meet the second requirement.
The USB device can be divided into three layers from different perspectives: the
bottom layer is the bus interface which provides underlying physical connection. The
middle layer is protocol processor layer which mainly used to realize USB specifications,
to mon interface for the upper layers. And the upper layer is device functional
layer providing specific functions, which include host-side’s application software and
device-side’s USB devices of special I/O functions.
To reinstall the operating system remotely, the way of virtual devices must be
hardware-level. Therefore an USB device is divided into two parts: public part and private
part. The public part of an USB device is mon feature of all USB devi