56??????新器件新技術(shù) NEW PRODUCT & TECH???
接口器件
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的接口應(yīng)用設(shè)計(jì)　天津大學(xué)　　王朔　　李剛摘　　要
關(guān)鍵詞???作為一種新型的接口技術(shù)
以其簡(jiǎn)單易用 速度快等特點(diǎn)而備受青睞 本文簡(jiǎn)單介紹???
接口的特點(diǎn)和???????公司的???接口芯片????????? 并詳細(xì)說(shuō)明???軟硬件開發(fā)過(guò)程中
應(yīng)注意的問(wèn)題
???　　???調(diào)試　　???枚舉順序　　接口技術(shù)引　　言USB是近年來(lái)應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)
是一些PC大廠商 如Microsoft Intel等為了解決
日益增加的PC外設(shè)與有限的主板插槽和端口之間
的矛盾而制定的一種串行通信的標(biāo)準(zhǔn) 自1995年在
Comdex上亮相以來(lái)至今已廣泛地為各PC廠家所支
持 現(xiàn)在生產(chǎn)的PC幾乎都配備了U SB接口
Microsoft的Windows98 NT以及MacOS Linux
FreeBSD等流行操作系統(tǒng)都增加了對(duì)USB的支持
USB的主要優(yōu)點(diǎn)
使用方便 連接外設(shè)不必再打開機(jī)箱 允
許外設(shè)熱插拔 而不必關(guān)閉主機(jī)電源
速度快USB接口的最高傳輸率可達(dá)12 Mb/s
提供低速方式 速率為1.5 Mb/s扣除用于總線狀
態(tài)控制和錯(cuò)誤檢測(cè)等數(shù)據(jù)傳輸 最大理論速度也能
達(dá)到1.2 Mb/s和9.6 Mb/s
連接靈活 一個(gè)USB口理論上可以連接127
個(gè)USB設(shè)備 連接的方式也十分靈活 既可以使用
串行連接 也可以使用集線器Hub把多個(gè)設(shè)備連
接在一起 再同PC機(jī)的USB口相接
獨(dú)立供電USB接口提供了內(nèi)置電源
現(xiàn)在的USB生產(chǎn)廠商很多 幾乎所有的硬件廠
商都有USB的產(chǎn)品USB控制器一般有兩種類型
一種是M CU集成在芯片里面的 如I nt el的
8X930AX CYPRESS的EZ-USB SIEMENS的C541U
以及MOTOLORA National Semiconductors等公司
的產(chǎn)品 另一種就是純粹的USB接口芯片 僅處理
USB通信 如PHILIPS的PDIUSBD11 I2C接口
PDIUSBP11A PDIUSBD12并行接口National
Semiconductor的USBN9602 USBN9603 USBN9604
等 前一種由于開發(fā)時(shí)需要單獨(dú)的開發(fā)系統(tǒng) 因此
開發(fā)成本較高 而后一種只是一個(gè)芯片與MCU接
口實(shí)現(xiàn)USB通信功能 因此成本較低 而且可靠性
高 本文主要介紹PHILIPS公司的PDIUSBD12器件? ?????????芯片特點(diǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)PDIUSBD12是一個(gè)性能優(yōu)化的USB器件
通常
用于基于微控制器的系統(tǒng)并與微控制器通過(guò)高速通
用并行接口進(jìn)行通信 也支持本地DMA傳輸 該
器件采用模塊化的方法實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(tǒng)微控
制器 允許使用現(xiàn)存的體系結(jié)構(gòu)并使固件投資減到
最小 這種靈活性減少了開發(fā)時(shí)間 風(fēng)險(xiǎn)和成本
是開發(fā)低成本且高效的USB外圍設(shè)備解決方案的
一種最快途徑PDIUSBD12完全符合USB1.1規(guī)范
也能適應(yīng)大多數(shù)設(shè)備類規(guī)范的設(shè)計(jì) 如成像類 大
容量存儲(chǔ)類 通信類 打印類和人工輸入設(shè)備等
因此PDIUSBD12非常適合做很多外圍設(shè)備 如打
印機(jī) 掃描儀 外部大容量存儲(chǔ)器Zip驅(qū)動(dòng)器 和
數(shù)碼相機(jī)等 現(xiàn)在用SCSI實(shí)現(xiàn)的很多設(shè)備如果用
USB來(lái)實(shí)現(xiàn)可以直接降低成本
PDIUSBD12掛起時(shí)的低功耗以及LazyClock輸
出符合ACPI OnNOW和USB電源管理設(shè)備的要求
低功耗工作允許實(shí)現(xiàn)總線供電的外圍設(shè)備
PDIUSBD12還集成了像SoftConnect GoodLink
可編程時(shí)鐘輸出 低頻晶振和終端電阻等特性 所
有這些特性都能在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí)節(jié)省成本 同時(shí)在外
圍設(shè)備上很容易實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的USB功能??? 主要特性 符合USB 1.1協(xié)議規(guī)范
集成了SIE FIFO存儲(chǔ)器 收發(fā)器和電壓調(diào)
整器的高性能USB接口芯片
適應(yīng)大多數(shù)設(shè)備類規(guī)范的設(shè)計(jì)
與任何微控制器/微處理器有高速2MB/s
的并行接口
完全自動(dòng)DMA操作
集成了320 B的多配置FIFO存儲(chǔ)器
主端點(diǎn)有雙緩存配置 增加吞吐量 容易實(shí)57Microcontrollers & Embedded Systems??????新器件新技術(shù) NEW PRODUCT & TECH現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸
在塊傳輸模式下有1MB/s的數(shù)據(jù)傳輸率 在
同步傳輸模式下有1Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸率
具有總線供電能力 有非常好的EMI性能
在掛起時(shí)有可控制的LazyClock輸出
可通過(guò)軟件控制USB總線連接SoftConnect
在USB傳輸時(shí)有閃亮的USB連接指示燈
GoodLink
時(shí)鐘頻率輸出可編程
符合ACPI OnNOW和USB電源管理要求
具有內(nèi)部上電復(fù)位和低電壓復(fù)位電路
有SO18和TSSOP28封裝
能在40~ 85 工業(yè)級(jí)工作
片內(nèi)8kV靜電保護(hù)
雙電壓工作(3.3 0.3 V或擴(kuò)大的5 V電
壓范圍3.6~5.5 V
多中斷模式 方便塊傳輸和同步傳輸??? 內(nèi)部結(jié)構(gòu)PDIUSBD12的內(nèi)部框圖如圖1所示
模擬收發(fā)器 集成的收發(fā)器直接通過(guò)終端電
阻與USB電纜接口
電壓調(diào)整器 片上集成的1個(gè)3.3 V電壓調(diào)
整器為模擬收發(fā)器供電 也提供連接到外部1.5 k
上拉電阻的輸出電壓 作為選擇PDIUSBD12提供
集成1.5 k上拉電阻的SoftConnect技術(shù)
PLL片上集成1個(gè)6~48 MHz的倍頻PLL鎖
相環(huán) 允許使用6 MHz的晶振EMI也由于使用
低頻晶振而減小PLL的工作不需要外部器件
位時(shí)鐘恢復(fù) 位時(shí)鐘恢復(fù)電路用4倍過(guò)采樣
原理從輸入的USB數(shù)據(jù)流中恢復(fù)時(shí)鐘 能跟蹤USB
規(guī)范中指出的信號(hào)抖動(dòng)和頻率漂移
PHILIPS串行接口引擎PSIE PHILIPS的SIE
完全實(shí)現(xiàn)USB協(xié)議層 考慮到速度 它是全硬件的
不需要固件 微程序 介入 這個(gè)模塊的功能包括
同步模式識(shí)別 并/串轉(zhuǎn)換 位填充/不填充CRC
校驗(yàn)PID確認(rèn) 地址識(shí)別以及握手鑒定
SoftConnect高速設(shè)備與USB的連接是靠把
D通過(guò)1個(gè)1.5 k的上拉電阻接到高電平來(lái)建立
的 在PDIUSBD12中 這個(gè)上拉電阻是集成在芯片
內(nèi)的 缺省是沒(méi)有連接到VDD這個(gè)連接是靠外部
MCU發(fā)一個(gè)命令來(lái)建立的 這使得系統(tǒng)微處理器
可以在決定建立USB連接之前完成初始化 重新初
始化USB總線連接也可以不用拔掉電纜來(lái)完成
GoodLink GoodLink是靠一個(gè)引腳接發(fā)光二
極管實(shí)現(xiàn)的 在USB設(shè)備枚舉時(shí)LED指示燈將立即
閃亮 當(dāng)PDIUSBD12被成功枚舉并配置時(shí)LED指
示燈將會(huì)始終亮 經(jīng)過(guò)PDIUSBD12的USB數(shù)據(jù)傳
輸過(guò)程中LED將一閃一閃 傳輸成功后LED熄滅
在掛起期間LED熄滅 這種特性可以使我們知道
PDIUSBD12的狀態(tài) 方便電路調(diào)試
存儲(chǔ)器管理單元MMU和集..