usb接口器件pdiusbd12的接口应用设计.pdf
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usb接口器件pdiusbd12的接口应用设计,56??????新器件新技术 new product & tech???接口器件?????????的接口应用设计 天津大学 王朔 李刚摘 要关键词???作为一种新型的接口技术 以其简单易用 速度快等特点而备受青睐 本文简单介绍???接口的特点和???????公司的???接口芯片????????? 并详细说明???...
内容介绍
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56??????新器件新技术 NEW PRODUCT & TECH???
接口器件
?????????
的接口应用设计 天津大学 王朔 李刚摘 要
关键词???作为一种新型的接口技术
以其简单易用 速度快等特点而备受青睐 本文简单介绍???
接口的特点和???????公司的???接口芯片????????? 并详细说明???软硬件开发过程中
应注意的问题
??? ???调试 ???枚举顺序 接口技术引 言USB是近年来应用在PC领域的新型接口技术
是一些PC大厂商 如Microsoft Intel等为了解决
日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间
的矛盾而制定的一种串行通信的标准 自1995年在
Comdex上亮相以来至今已广泛地为各PC厂家所支
持 现在生产的PC几乎都配备了U SB接口
Microsoft的Windows98 NT以及MacOS Linux
FreeBSD等流行操作系统都增加了对USB的支持
USB的主要优点
使用方便 连接外设不必再打开机箱 允
许外设热插拔 而不必关闭主机电源
速度快USB接口的最高传输率可达12 Mb/s
提供低速方式 速率为1.5 Mb/s扣除用于总线状
态控制和错误检测等数据传输 最大理论速度也能
达到1.2 Mb/s和9.6 Mb/s
连接灵活 一个USB口理论上可以连接127
个USB设备 连接的方式也十分灵活 既可以使用
串行连接 也可以使用集线器Hub把多个设备连
接在一起 再同PC机的USB口相接
独立供电USB接口提供了内置电源
现在的USB生产厂商很多 几乎所有的硬件厂
商都有USB的产品USB控制器一般有两种类型
一种是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
的产品 另一种就是纯粹的USB接口芯片 仅处理
USB通信 如PHILIPS的PDIUSBD11 I2C接口
PDIUSBP11A PDIUSBD12并行接口National
Semiconductor的USBN9602 USBN9603 USBN9604
等 前一种由于开发时需要单独的开发系统 因此
开发成本较高 而后一种只是一个芯片与MCU接
口实现USB通信功能 因此成本较低 而且可靠性
高 本文主要介绍PHILIPS公司的PDIUSBD12器件? ?????????芯片特点和内部结构PDIUSBD12是一个性能优化的USB器件
通常
用于基于微控制器的系统并与微控制器通过高速通
用并行接口进行通信 也支持本地DMA传输 该
器件采用模块化的方法实现一个USB接口 允许在
众多可用的微控制器中选择最合适的作为系统微控
制器 允许使用现存的体系结构并使固件投资减到
最小 这种灵活性减少了开发时间 风险和成本
是开发低成本且高效的USB外围设备解决方案的
一种最快途径PDIUSBD12完全符合USB1.1规范
也能适应大多数设备类规范的设计 如成像类 大
容量存储类 通信类 打印类和人工输入设备等
因此PDIUSBD12非常适合做很多外围设备 如打
印机 扫描仪 外部大容量存储器Zip驱动器 和
数码相机等 现在用SCSI实现的很多设备如果用
USB来实现可以直接降低成本
PDIUSBD12挂起时的低功耗以及LazyClock输
出符合ACPI OnNOW和USB电源管理设备的要求
低功耗工作允许实现总线供电的外围设备
PDIUSBD12还集成了像SoftConnect GoodLink
可编程时钟输出 低频晶振和终端电阻等特性 所
有这些特性都能在系统实现时节省成本 同时在外
围设备上很容易实现更高级的USB功能??? 主要特性 符合USB 1.1协议规范
集成了SIE FIFO存储器 收发器和电压调
整器的高性能USB接口芯片
适应大多数设备类规范的设计
与任何微控制器/微处理器有高速2MB/s
的并行接口
完全自动DMA操作
集成了320 B的多配置FIFO存储器
主端点有双缓存配置 增加吞吐量 容易实57Microcontrollers & Embedded Systems??????新器件新技术 NEW PRODUCT & TECH现实时数据传输
在块传输模式下有1MB/s的数据传输率 在
同步传输模式下有1Mb/s的数据传输率
具有总线供电能力 有非常好的EMI性能
在挂起时有可控制的LazyClock输出
可通过软件控制USB总线连接SoftConnect
在USB传输时有闪亮的USB连接指示灯
GoodLink
时钟频率输出可编程
符合ACPI OnNOW和USB电源管理要求
具有内部上电复位和低电压复位电路
有SO18和TSSOP28封装
能在40~ 85 工业级工作
片内8kV静电保护
双电压工作(3.3 0.3 V或扩大的5 V电
压范围3.6~5.5 V
多中断模式 方便块传输和同步传输??? 内部结构PDIUSBD12的内部框图如图1所示
模拟收发器 集成的收发器直接通过终端电
阻与USB电缆接口
电压调整器 片上集成的1个3.3 V电压调
整器为模拟收发器供电 也提供连接到外部1.5 k
上拉电阻的输出电压 作为选择PDIUSBD12提供
集成1.5 k上拉电阻的SoftConnect技术
PLL片上集成1个6~48 MHz的倍频PLL锁
相环 允许使用6 MHz的晶振EMI也由于使用
低频晶振而减小PLL的工作不需要外部器件
位时钟恢复 位时钟恢复电路用4倍过采样
原理从输入的USB数据流中恢复时钟 能跟踪USB
规范中指出的信号抖动和频率漂移
PHILIPS串行接口引擎PSIE PHILIPS的SIE
完全实现USB协议层 考虑到速度 它是全硬件的
不需要固件 微程序 介入 这个模块的功能包括
同步模式识别 并/串转换 位填充/不填充CRC
校验PID确认 地址识别以及握手鉴定
SoftConnect高速设备与USB的连接是靠把
D通过1个1.5 k的上拉电阻接到高电平来建立
的 在PDIUSBD12中 这个上拉电阻是集成在芯片
内的 缺省是没有连接到VDD这个连接是靠外部
MCU发一个命令来建立的 这使得系统微处理器
可以在决定建立USB连接之前完成初始化 重新初
始化USB总线连接也可以不用拔掉电缆来完成
GoodLink GoodLink是靠一个引脚接发光二
极管实现的 在USB设备枚举时LED指示灯将立即
闪亮 当PDIUSBD12被成功枚举并配置时LED指
示灯将会始终亮 经过PDIUSBD12的USB数据传
输过程中LED将一闪一闪 传输成功后LED熄灭
在挂起期间LED熄灭 这种特性可以使我们知道
PDIUSBD12的状态 方便电路调试
存储器管理单元MMU和集..
接口器件
?????????
的接口应用设计 天津大学 王朔 李刚摘 要
关键词???作为一种新型的接口技术
以其简单易用 速度快等特点而备受青睐 本文简单介绍???
接口的特点和???????公司的???接口芯片????????? 并详细说明???软硬件开发过程中
应注意的问题
??? ???调试 ???枚举顺序 接口技术引 言USB是近年来应用在PC领域的新型接口技术
是一些PC大厂商 如Microsoft Intel等为了解决
日益增加的PC外设与有限的主板插槽和端口之间
的矛盾而制定的一种串行通信的标准 自1995年在
Comdex上亮相以来至今已广泛地为各PC厂家所支
持 现在生产的PC几乎都配备了U SB接口
Microsoft的Windows98 NT以及MacOS Linux
FreeBSD等流行操作系统都增加了对USB的支持
USB的主要优点
使用方便 连接外设不必再打开机箱 允
许外设热插拔 而不必关闭主机电源
速度快USB接口的最高传输率可达12 Mb/s
提供低速方式 速率为1.5 Mb/s扣除用于总线状
态控制和错误检测等数据传输 最大理论速度也能
达到1.2 Mb/s和9.6 Mb/s
连接灵活 一个USB口理论上可以连接127
个USB设备 连接的方式也十分灵活 既可以使用
串行连接 也可以使用集线器Hub把多个设备连
接在一起 再同PC机的USB口相接
独立供电USB接口提供了内置电源
现在的USB生产厂商很多 几乎所有的硬件厂
商都有USB的产品USB控制器一般有两种类型
一种是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
的产品 另一种就是纯粹的USB接口芯片 仅处理
USB通信 如PHILIPS的PDIUSBD11 I2C接口
PDIUSBP11A PDIUSBD12并行接口National
Semiconductor的USBN9602 USBN9603 USBN9604
等 前一种由于开发时需要单独的开发系统 因此
开发成本较高 而后一种只是一个芯片与MCU接
口实现USB通信功能 因此成本较低 而且可靠性
高 本文主要介绍PHILIPS公司的PDIUSBD12器件? ?????????芯片特点和内部结构PDIUSBD12是一个性能优化的USB器件
通常
用于基于微控制器的系统并与微控制器通过高速通
用并行接口进行通信 也支持本地DMA传输 该
器件采用模块化的方法实现一个USB接口 允许在
众多可用的微控制器中选择最合适的作为系统微控
制器 允许使用现存的体系结构并使固件投资减到
最小 这种灵活性减少了开发时间 风险和成本
是开发低成本且高效的USB外围设备解决方案的
一种最快途径PDIUSBD12完全符合USB1.1规范
也能适应大多数设备类规范的设计 如成像类 大
容量存储类 通信类 打印类和人工输入设备等
因此PDIUSBD12非常适合做很多外围设备 如打
印机 扫描仪 外部大容量存储器Zip驱动器 和
数码相机等 现在用SCSI实现的很多设备如果用
USB来实现可以直接降低成本
PDIUSBD12挂起时的低功耗以及LazyClock输
出符合ACPI OnNOW和USB电源管理设备的要求
低功耗工作允许实现总线供电的外围设备
PDIUSBD12还集成了像SoftConnect GoodLink
可编程时钟输出 低频晶振和终端电阻等特性 所
有这些特性都能在系统实现时节省成本 同时在外
围设备上很容易实现更高级的USB功能??? 主要特性 符合USB 1.1协议规范
集成了SIE FIFO存储器 收发器和电压调
整器的高性能USB接口芯片
适应大多数设备类规范的设计
与任何微控制器/微处理器有高速2MB/s
的并行接口
完全自动DMA操作
集成了320 B的多配置FIFO存储器
主端点有双缓存配置 增加吞吐量 容易实57Microcontrollers & Embedded Systems??????新器件新技术 NEW PRODUCT & TECH现实时数据传输
在块传输模式下有1MB/s的数据传输率 在
同步传输模式下有1Mb/s的数据传输率
具有总线供电能力 有非常好的EMI性能
在挂起时有可控制的LazyClock输出
可通过软件控制USB总线连接SoftConnect
在USB传输时有闪亮的USB连接指示灯
GoodLink
时钟频率输出可编程
符合ACPI OnNOW和USB电源管理要求
具有内部上电复位和低电压复位电路
有SO18和TSSOP28封装
能在40~ 85 工业级工作
片内8kV静电保护
双电压工作(3.3 0.3 V或扩大的5 V电
压范围3.6~5.5 V
多中断模式 方便块传输和同步传输??? 内部结构PDIUSBD12的内部框图如图1所示
模拟收发器 集成的收发器直接通过终端电
阻与USB电缆接口
电压调整器 片上集成的1个3.3 V电压调
整器为模拟收发器供电 也提供连接到外部1.5 k
上拉电阻的输出电压 作为选择PDIUSBD12提供
集成1.5 k上拉电阻的SoftConnect技术
PLL片上集成1个6~48 MHz的倍频PLL锁
相环 允许使用6 MHz的晶振EMI也由于使用
低频晶振而减小PLL的工作不需要外部器件
位时钟恢复 位时钟恢复电路用4倍过采样
原理从输入的USB数据流中恢复时钟 能跟踪USB
规范中指出的信号抖动和频率漂移
PHILIPS串行接口引擎PSIE PHILIPS的SIE
完全实现USB协议层 考虑到速度 它是全硬件的
不需要固件 微程序 介入 这个模块的功能包括
同步模式识别 并/串转换 位填充/不填充CRC
校验PID确认 地址识别以及握手鉴定
SoftConnect高速设备与USB的连接是靠把
D通过1个1.5 k的上拉电阻接到高电平来建立
的 在PDIUSBD12中 这个上拉电阻是集成在芯片
内的 缺省是没有连接到VDD这个连接是靠外部
MCU发一个命令来建立的 这使得系统微处理器
可以在决定建立USB连接之前完成初始化 重新初
始化USB总线连接也可以不用拔掉电缆来完成
GoodLink GoodLink是靠一个引脚接发光二
极管实现的 在USB设备枚举时LED指示灯将立即
闪亮 当PDIUSBD12被成功枚举并配置时LED指
示灯将会始终亮 经过PDIUSBD12的USB数据传
输过程中LED将一闪一闪 传输成功后LED熄灭
在挂起期间LED熄灭 这种特性可以使我们知道
PDIUSBD12的状态 方便电路调试
存储器管理单元MMU和集..
