嵌入式系统接口设计与应用-USB接口设计.ppt

嵌入式系统接口设计与应用,usb设计 本课程的主要内容,主要内容,usb接口结构 usb系统简介 device-s3c44b0 device-pdiusbd12 usb设计,usb接口结构,usb（universal serial bus） s3c44b0内不含usb控制器。 因此，需要外扩usb控制器。 常用usb控制器：pdiusbd12，usbn9603，ch371，ch375、cy7c68013,mpu s3c44b0,usb 接口,usb控制器 pdiusbd12,db/ab/cb,usb bus,usb系统简介,usb系统的特点 usb=universal serial bus，最多可连接127台外设，由于usb支持热插拔，即插即用的优点，所以usb接口已经成为计算机的标准接口。 usb有两个规范：usb1.1和usb2.0。目前usb2.0已经普及，只有在容量小、对速度要求不高的产品中才会使用usb1.1接口，影碟机基本都使用usb2.0接口。 usb传输徐率：usb1.1的最高数据传输率为12mbps，usb2.0则提高到480mbps。 usb1.1和usb2.0物理接口完全一致，数据传输率完全由pc的usb host控制器以及usb设备决定。,usb系统简介,usb系统的特点 usb可以通过连接线为设备提供最高5v，500ma的电力。 如果usb相关产品标注为usb 2.0 full speed，则是usb 1.1；如果标注为usb 2.0 high speed，才是真正的usb 2.0。 usb2.0规范是由usb1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480mbps，足以满足大多数外设的速率要求。usb 2.0中的“增强主机控制器接口”（ehci）定义了一个与usb 1.1相兼容的架构。它可以用usb 2.0的驱动程序驱动usb 1.1设备。也就是说，所有支持usb 1.1的设备都可以直接在usb 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题。,usb系统简介,usb系统的特点 usb接口有3种类型： - type a：一般用于pc - type b：一般用于usb设备 - mini-usb：一般用于数码相机、数码摄像机、测量仪器以及移动硬盘等,usb系统简介,usb系统的组成 一个usb系统主要被定义为三个部分 usb的互连； usb的设备； usb的主机。 usb系统分主从结构，host和device，一个host可以接126 个设备； usb设备传输速率 低速(1.5m)：low speed 全速(12m)： full speed 高速(480m)：high speed next,usb系统简介,usb系统的组成 usb传输方式：用d+/d-差分方式； usb电缆：usb1.1和usb2.0中没明确说明电缆长度，usb1.0规定低速长：3米，全速长：5米 信息包：(最大长度为1024 字节)； 令牌包； 数据包； 握手包。 next,usb系统简介,usb系统的组成 传输类型： 控制传输； 块传输； 中断传输； 同步传输。 设备枚举：标准设备请求，类设备请求 完成连接usb设备过程，主机发送请求并向设备分配地址，设备向主机发送所请求内容，来完usb 设备配置，然后设备可以使用了。 next,usb系统简介,usb系统的组成 设备类：(为定位合适的设备驱动程序) 1、音频设备类 2、通信设备类 3、hid 设备类 4、显示设备类 5、海量存储设备类 6、电源设备类 7、打印设备类 8、集线器设备类 next,usb系统简介,usb系统的组成 usb的主机 在任何usb系统中，只有一个主机。usb和主机系统的接口称作主机控制器；主机控制器可由硬件、固件和软件综合实现的。根集线器是由主机系统整合的，用以提供更多的连接点。 usb的设备 网络集线器，向usb提供了更多的连接点； 功能器件：为系统提供具体功能，如u盘。,usb系统简介,usb系统的协议 usb总线属一种轮讯方式的总线，主机控制端口初始化所有的数据传输。 每一总线执行动作最多传送三个数据包： 令牌包：在每次传送开始时，主机控制器发送一个描述传输运作的种类、方向，usb设备地址和终端号的usb数据包，这个数据包通常称为标志包(token packet)。usb设备从解码后的数据包的适当位置取出属于自己的数据。数据传输方向不是从主机到设备就是从设备到主机。 信息包：在传输开始时，由标志包来标志数据的传输方向，然后发送端开始发送包含信息的数据包或表明没有数据传送 握手包：接收端也要相应发送一个握手的数据包表明是否传送成功。 next,usb系统简介,usb系统的协议 两种类型的通道： 发送端和接收端之间的usb数据传输，在主机和设备的端口之间，可视为一个通道。存在两种类型的通道：流和消息。 流的数据不像消息的数据，它没有usb所定义的结构，而且通道与数据带宽、传送服务类型，端口特性（如方向和缓冲区大小）有关。多数通道在usb设备设置完成后即存在。 usb中有一个特殊的通道缺省控制通道，它是消息通道，当设备一启动即存在，从而为设备的设置、查询状况和输入控制信息提供一个入口。,device- s3c44b0,s3c44b0不含usb控制器 需要采用并行口与外扩usb控制器接口 选用：pdiusbd12 next,device-s3c44b0,s3c44b0引脚- um_s3c44box.pdf,device- pdiusbd12,pdiusbd12-08.pdf 器件特性 complies with the universal serial bus specification rev. 1.1 compliant with most device class specifications high-speed (2mb/s) parallel interface to any external microcontroller or microprocessor fully autonomous dma operation integrated 320 bytes of multi-configuration fifo memory,next,device- pdiusbd12,器件特性 double buffering scheme for main endpoint increases throughput and eases real-time data transfer software controllable connection to the usb bus programmable clock frequency output internal power-on reset and low-voltage reset circuit available in so28 and tssop28 pin packages,next,device- pdiusbd12,器件特性 higher than 8 kv in-circuit esd protection lowers cost of extra components operation with dual voltages: 3.3 0.3 v or extended 5 v supply range of 4.0 to 5.5 v multiple interrupt modes to facilitate both bulk and isochronous transfers. /philips/usb/pdiusbd12.asp 周立功,device- pdiusbd12,器件封装,next,so28 and tssop28 pin packages,device- pdiusbd12,引脚定义,next,device- pdiusbd12,引脚定义,next,device- pdiusbd12,标注符号说明 o2: output with 2 ma drive od4: output open drain with 4 ma drive od8: output open drain with 8 ma drive io2: input and output with 2 ma drive o4: output with 4 ma drive.,device- pdiusbd12,引脚定义说明 usb总线控制器pdiusbd12的d+和d-引脚分别串接一个22的电阻和电感，其中电感起到电源滤波的作用； 在自供电系统中，当usb电缆断开与主机的连接时d+和d-分别为悬浮状态。在噪声环境下，例如在扫描仪中有许多高电流的元件，d+和d-的状态可能由于感应噪声而发生变化，会误以为是主机产生的恢复信号，从而使pdiusbd12错误的退出挂起状态，需要将d+接一个1m的下拉电阻，d-接一个1m的上拉电阻。,device- pdiusbd12,引脚定义说明 pdiusbdl2的晶振采用6mhz的普通晶振，经过pdiusbdl2的内部倍频以后，实际的内部时钟为24mhz。晶振电路使用的电容值是不一样的，一个是22pf，一个是68pf。工作时gl引脚所接的发光二极管将会发光，表示正常工作。,device- pdiusbd12,推荐电路,next,device- pdiusbd12,推荐电路,next,device- pdiusbd12,推荐电路,next,device- p