56??????新器件新技術 NEW PRODUCT & TECH???
接口器件
?????????
的接口應用設計　天津大學　　王朔　　李剛摘　　要
關鍵詞???作為一種新型的接口技術
以其簡單易用 速度快等特點而備受青睞 本文簡單介紹???
接口的特點和???????公司的???接口芯片????????? 并詳細說明???軟硬件開發(fā)過程中
應注意的問題
???　　???調試　　???枚舉順序　　接口技術引　　言USB是近年來應用在PC領域的新型接口技術
是一些PC大廠商 如Microsoft Intel等為了解決
日益增加的PC外設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準 自1995年在
Comdex上亮相以來至今已廣泛地為各PC廠家所支
持 現(xiàn)在生產的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USB的支持
USB的主要優(yōu)點
使用方便 連接外設不必再打開機箱 允
許外設熱插拔 而不必關閉主機電源
速度快USB接口的最高傳輸率可達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)控制和錯誤檢測等數(shù)據(jù)傳輸 最大理論速度也能
達到1.2 Mb/s和9.6 Mb/s
連接靈活 一個USB口理論上可以連接127
個USB設備 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把多個設備連
接在一起 再同PC機的USB口相接
獨立供電USB接口提供了內置電源
現(xiàn)在的USB生產廠商很多 幾乎所有的硬件廠
商都有USB的產品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)時需要單獨的開發(fā)系統(tǒng) 因此
開發(fā)成本較高 而后一種只是一個芯片與MCU接
口實現(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? ?????????芯片特點和內部結構PDIUSBD12是一個性能優(yōu)化的USB器件
通常
用于基于微控制器的系統(tǒng)并與微控制器通過高速通
用并行接口進行通信 也支持本地DMA傳輸 該
器件采用模塊化的方法實現(xiàn)一個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)存的體系結構并使固件投資減到
最小 這種靈活性減少了開發(fā)時間 風險和成本
是開發(fā)低成本且高效的USB外圍設備解決方案的
一種最快途徑PDIUSBD12完全符合USB1.1規(guī)范
也能適應大多數(shù)設備類規(guī)范的設計 如成像類 大
容量存儲類 通信類 打印類和人工輸入設備等
因此PDIUSBD12非常適合做很多外圍設備 如打
印機 掃描儀 外部大容量存儲器Zip驅動器 和
數(shù)碼相機等 現(xiàn)在用SCSI實現(xiàn)的很多設備如果用
USB來實現(xiàn)可以直接降低成本
PDIUSBD12掛起時的低功耗以及LazyClock輸
出符合ACPI OnNOW和USB電源管理設備的要求
低功耗工作允許實現(xiàn)總線供電的外圍設備
PDIUSBD12還集成了像SoftConnect GoodLink
可編程時鐘輸出 低頻晶振和終端電阻等特性 所
有這些特性都能在系統(tǒng)實現(xiàn)時節(jié)省成本 同時在外
圍設備上很容易實現(xiàn)更高級的USB功能??? 主要特性 符合USB 1.1協(xié)議規(guī)范
集成了SIE FIFO存儲器 收發(fā)器和電壓調
整器的高性能USB接口芯片
適應大多數(shù)設備類規(guī)范的設計
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DMA操作
集成了320 B的多配置FIFO存儲器
主端點有雙緩存配置 增加吞吐量 容易實57Microcontrollers & Embedded Systems??????新器件新技術 NEW PRODUCT & TECH現(xiàn)實時數(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
在掛起時有可控制的LazyClock輸出
可通過軟件控制USB總線連接SoftConnect
在USB傳輸時有閃亮的USB連接指示燈
GoodLink
時鐘頻率輸出可編程
符合ACPI OnNOW和USB電源管理要求
具有內部上電復位和低電壓復位電路
有SO18和TSSOP28封裝
能在40~ 85 工業(yè)級工作
片內8kV靜電保護
雙電壓工作(3.3 0.3 V或擴大的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??? 內部結構PDIUSBD12的內部框圖如圖1所示
模擬收發(fā)器 集成的收發(fā)器直接通過終端電
阻與USB電纜接口
電壓調整器 片上集成的1個3.3 V電壓調
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
PLL片上集成1個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
位時鐘恢復 位時鐘恢復電路用4倍過采樣
原理從輸入的USB數(shù)據(jù)流中恢復時鐘 能跟蹤USB
規(guī)范中指出的信號抖動和頻率漂移
PHILIPS串行接口引擎PSIE PHILIPS的SIE
完全實現(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 這個模塊的功能包括
同步模式識別 并/串轉換 位填充/不填充CRC
校驗PID確認 地址識別以及握手鑒定
SoftConnect高速設備與USB的連接是靠把
D通過1個1.5 k的上拉電阻接到高電平來建立
的 在PDIUSBD12中 這個上拉電阻是集成在芯片
內的 缺省是沒有連接到VDD這個連接是靠外部
MCU發(fā)一個命令來建立的 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完成
GoodLink GoodLink是靠一個引腳接發(fā)光二
極管實現(xiàn)的 在USB設備枚舉時LED指示燈將立即
閃亮 當PDIUSBD12被成功枚舉并配置時LED指
示燈將會始終亮 經過PDIUSBD12的USB數(shù)據(jù)傳
輸過程中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) 方便電路調試
存儲器管理單元MMU和集..