阅读说明：本技术 Usb强制格式化免驱动插口及其控制方法 (USB forced formatting drive-free socket and control method thereof ) 是由 马小明 盛晓燕 王渊 陈朝宇 刘畅 于 2021-07-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种USB强制格式化免驱动插口及其控制方法。该插口具有小至40mm*27mm*14.5mm体积外形；免驱动USB即插即用式连接方式；控制芯片包含USB格式化程序,可格式化USB3.0和USB2.0接口flash存储器；控制芯片包含USB HUB程序；红绿指示灯指示运行状态。所述微控制器为32位通用增强型RISC-V系列MCU,配有高速USB通信接口,配有128位数据宽度的DMA,支持USB3.0主/从模式,支持控制、批量、中断、实时或同步传输。本发明先对通过USB3.0/2.0协议接入的FLASH存储设备进行格式化,然后存储设备再与公共平台进行数据交互。从而排除了安全隐患,确保了公共数据平台的安全性。本发明基于单片机实现,其结构简洁,逻辑合理,具有突出的技术优势。(The invention provides a USB mandatory formatted drive-free socket and a control method thereof. The socket has a volumetric profile as small as 40mm by 27mm by 14.5 mm; a drive-free USB plug-and-play connection mode; the control chip comprises a USB formatting program which can format USB3.0 and USB2.0 interface flash memories; the control chip comprises a USB HUB program; the red and green indicating lamp indicates the running state. The microcontroller is a 32-bit general enhanced RISC-V series MCU, is provided with a high-speed USB communication interface, is provided with a DMA with 128-bit data width, supports a USB3.0 master/slave mode, and supports control, batch, interruption, real-time or synchronous transmission. The invention firstly formats the FLASH storage device accessed by the USB3.0/2.0 protocol, and then the storage device carries out data interaction with the public platform. Therefore, potential safety hazards are eliminated, and the safety of the public data platform is ensured. The invention is realized based on a single chip microcomputer, has simple structure and reasonable logic and has outstanding technical advantages.)

USB强制格式化免驱动插口及其控制方法

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，具体涉及一种USB强制格式化免驱动插口及其控制方法。

背景技术

实验室用公共数据平台(计算机、服务器等)，与外部存储设备(FLASH、机械硬盘等)通过USB3.0/2.0协议进行数据传输。而外部存储设备可能携带病毒，公共平台会因此受到攻击，因此确保公共平台的系统安全一直是个难题。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种USB强制格式化免驱动插口及其控制方法，以解决常规USB插口缺乏安全保证的技术问题。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

USB强制格式化免驱动插口，小至40mm*27mm*14.5mm体积外形；免驱动USB即插即用式连接方式；控制芯片包含USB格式化程序，可格式化USB3.0和USB2.0接口flash存储器；控制芯片包含USB HUB程序；红绿指示灯指示运行状态。

作为优选，所述微控制器为32位通用增强型RISC-V系列MCU，配有高速USB通信接口，配有128位数据宽度的DMA，支持USB3.0主/从模式，支持控制、批量、中断、实时或同步传输。

作为优选，所述微控制器控制外接指示灯，所述微控制器的GPIO口连接至所述指示灯

一种USB强制格式化免驱动插口的控制方法，包括：

1)微控制器循环扫描USB母头是否接入了FLASH设备，在没有检测到FLASH设备前，USB公头与公共数据平台的数据传输始终处于断开状态；

2)当扫描到USB母头接入了FLASH设备时，启动格式化程序，微控制器GPIO口输出绿灯闪烁；

3)格式化完成，则启动USB HUB，FLASH设备通过HUB与公共数据平台连接，使用USB3.0或USB2.0通信协议，同时微控制器上GPIO口输出绿灯亮；

4)若检测到连续3次格式化失败，则微控制器不启动USB HUB，通过USB2.0协议与公共平台通信，发送键码error，同时微控制器输出红灯亮。

本发明提供了一种USB强制格式化免驱动插口及其控制方法。该技术方案先对通过USB3.0/2.0协议接入的FLASH存储设备进行格式化，然后存储设备再与公共平台进行数据交互。从而排除了安全隐患，确保了公共数据平台的安全性。本发明基于单片机实现，其结构简洁，逻辑合理，具有突出的技术优势。

附图说明

图1是本发明在使用时的连接关系图。

图2是本发明的构造图。

图3是本发明的控制逻辑图。

图4是本发明实物图。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外，以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。

USB强制格式化免驱动插口及其控制方法：

技术方案主要分为三大部分：

该USB插口设备通过USB公头和公共数据平台连接，使用USB3.0/2.0通信协议。通过USB母头与FLASH存储设备连接，使用USB3.0/2.0协议通信。如图1所示。

1、硬件设计

USB插口设备使用MCU微控制器，RISC-V3A内核，支持RISC-V指令的IMAC子集。片上采取128位数据宽度的DMA以支持多个高速外设的高带宽需求，实现大数据量的高速传输。

支持USB3.0Host/Device模式、OTG功能。支持控制、批量、中断、实时/同步传输。主机支持USB3.0HUB。USB插口设备内部电路连接如图2所示。

2、软件设计

USB插口设备使用了MCU的USB3.0、USB2.0、USB HUB、文件系统模块。具体软件流程如下：

1)单片机循环扫描USB母头是否接入了FLASH设备。在没有检测到FLASH设备前，USB公头与公共数据平台的数据传输始终处于断开状态。

2)当扫描到接入了FLASH设备，启动格式化程序。单片机GPIO口输出绿灯闪烁，表示格式化中。

3)格式化完成，则启动USB HUB，FLASH设备通过HUB与公共数据平台连接，使用USB3.0通信协议(向下兼容USB2.0协议)。同时单片机上GPIO口输出绿灯亮，表示格式化完成。

4)若检测到连续3次格式化失败，则单片机不启动USB HUB，通过USB2.0协议与公共平台通信，发送键码error。同时单片机输出红灯亮，表示格式化失败。其控制逻辑如图3所示。

3、结构外观

USB插口设备使用公模USB通信设备外壳，长40mm，宽27mm，高14.5mm。使用材料为ABS，外观如图4所示。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。