USB總線結(jié)構(gòu).ppt

1、USB總線,USB的英文全稱為Universal Serial Bus，中文含義是通用串行總線。它是一種快速的雙向的、同步傳輸?shù)?、廉價(jià)的并可以進(jìn)行熱拔插的串行接口。 USB接口使用方便，可以連接多個(gè)不同的設(shè)備，而過去的串口和并口只能接一個(gè)設(shè)備。速度快是USB技術(shù)的突出特點(diǎn)之一，全速USB接口的最高傳輸率可達(dá)12Mbs，比串口快了整整100倍，而執(zhí)行USB 2.0標(biāo)準(zhǔn)高速USB接口速率更是達(dá)到7480 Mbs，這使得高分辨率、真彩色的大容量圖像的實(shí)時(shí)傳送成為可能。 USB接口支持多個(gè)不同設(shè)備的串列連接，一個(gè)USB接口理論上可以連接127個(gè)USB設(shè)備。連接方式也十分靈活，既可以使用串行連接，也可以

2、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接口相接。普通的使用串口、并口的設(shè)備都需要單獨(dú)的供電系統(tǒng)，而USB設(shè)備則不需要。正是由于USB的這些特點(diǎn)使其獲得了廣泛的應(yīng)用。,USB總線,Intel公司開發(fā)的通用串行總線架構(gòu)(usB)的目的主要基于以下3方面考慮： 計(jì)算機(jī)與電話之間的連接：顯然用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行計(jì)算機(jī)通信將是下一代計(jì)算機(jī)基本的應(yīng)用。 易用性：眾所周知，PC機(jī)的改裝是極不靈活的。以終端用戶的眼光來看，Pc機(jī)的輸入輸出(如中行并行端口、鍵盤、鼠標(biāo)、操縱桿接口 等)均還沒有達(dá)到即插即用的特性，usB正是在這種情況下問世的。 端口擴(kuò)充：外圍設(shè)備的添加總是被相當(dāng)有限的端口數(shù)目限制

3、著。 usB可以滿足Pc機(jī)發(fā)展的現(xiàn)在和未來的需要。,USB總線設(shè)備規(guī)范,usB1.1規(guī)范介紹了usB的總線特點(diǎn)、協(xié)議內(nèi)容、事務(wù)種類、總線管理、接口編程的設(shè)計(jì)，以及建立系統(tǒng)制造外圍設(shè)備所需的標(biāo)準(zhǔn)。 設(shè)計(jì)usB的目標(biāo)就是使不同廠家所生產(chǎn)的設(shè)備可以在一個(gè)開放的體系下廣泛的使用。 該規(guī)范改進(jìn)了使攜商務(wù)或家用電腦的現(xiàn)有體系結(jié)構(gòu)，進(jìn)而為系統(tǒng)生產(chǎn)商和外設(shè)開發(fā)商提供了足夠的空間來創(chuàng)造多功能的產(chǎn)品和開發(fā)廣闊的市場，并不必由于使用陳舊的接口，而害伯失去兼容性。,USB總線設(shè)備規(guī)范,USB總線通信模型,一個(gè)USB系統(tǒng)僅可以有一個(gè)主機(jī)，而為USB器件連接主機(jī)系統(tǒng)提供主機(jī)接口的部件被稱為USB控制器。 USB控制器是一

4、個(gè)由硬件、軟件和固件(Firmware)組成的復(fù)合體。一塊具有USB接口的主板通常集成了一個(gè)稱為Root Hub的部件，它為主機(jī)提供一到多個(gè)可以連接其他USB外設(shè)的USB擴(kuò)展接口。 USB器件可以分為兩種，即USB Hub和USB功能器件(Function Device)。 USB的功能器件作為USB外設(shè)，它必須保持和usB協(xié)議的完全兼容，并可以回應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的USB操作。,USB總線通信模型,USB主機(jī)與USB設(shè)備的通信過程如下： 當(dāng)用戶在應(yīng)用程序中發(fā)出一個(gè)通信指令(比如在用戶界面的對話框中單擊發(fā)送數(shù)據(jù)按鈕)，該指令經(jīng)應(yīng)用程序傳送到USB設(shè)備功能驅(qū)動程序在總線轉(zhuǎn)上換成USB比特的數(shù)據(jù)流，通過USB

5、電纜傳送到USB設(shè)備，USB設(shè)備上的專門芯片接收并處理該指令，然后再將處理后的狀態(tài)和結(jié)果回送給USB主機(jī)。 USB固件就是固化在USB設(shè)備中處理USB主機(jī)的各種命令和發(fā)送相應(yīng)應(yīng)答的程序。,USB總線枚舉過程,USB總線采用總線枚舉的方法來標(biāo)記和管理外設(shè)所處的狀態(tài)，當(dāng)一臺USB外設(shè)初次連接到USB系統(tǒng)中后，通過下面8個(gè)步驟來完成它的初始化； USB外設(shè)所連接的Hub檢測到所連接的USB外設(shè)并自動通知主機(jī)，以及它的端口狀態(tài)的變化，這時(shí)外設(shè)還處于禁止(Disabled)狀態(tài)， 主機(jī)通過對HuB的查詢以確認(rèn)外設(shè)的連接； 現(xiàn)在，主機(jī)已經(jīng)知道有一臺新的USB外設(shè)連接到了USB系統(tǒng)中，然后激活這個(gè)Hub的端

6、口，并向Hub發(fā)送一個(gè)復(fù)位該端口的命令； Hub將復(fù)位信號保持10 ms，為連接到該端口的外設(shè)提供100 mA的總線電流，達(dá)時(shí)該外設(shè)處于Powered狀態(tài)，它的所有寄存器被消空并指向默認(rèn)的地址；,USB總線枚舉過程,在外沒分配到惟一的USB地址以前，其默認(rèn)信道均使用主機(jī)的默認(rèn)地址。然后主機(jī)通過讀取外設(shè)協(xié)議層的特征字來了解該外設(shè)的默認(rèn)信通所使用的實(shí)際的最大數(shù)據(jù)有效裁荷寬度(即外設(shè)在特征字中所定義的在DATA0數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)字段的長度)。 主機(jī)分配一個(gè)惟一的USB地址給該外設(shè)，并使它處于Addressed狀態(tài)； 主機(jī)開始使用EndPoint 0信道讀取外設(shè)ROM中所存儲的器件配置特征字，這可能會花去

7、幾幀的時(shí)間； 基于器件配置持征字：主機(jī)為該外設(shè)指定一個(gè)配置值，這時(shí)，外設(shè)即處于配置狀態(tài)了，它所有的端點(diǎn)(Endpoint)這時(shí)也處于配置值所描述的狀態(tài)。從外設(shè)的角度來看，這時(shí)該外設(shè)己處于準(zhǔn)備使用的狀態(tài)。,USB總線要點(diǎn),在一臺外設(shè)能被使用之前，它必須被配置。“配置”即主機(jī)根據(jù)外設(shè)的配置特征字來定義器件的配置寄存器，以便規(guī)定外設(shè)的所有Endpoint的工作環(huán)境。 當(dāng)一臺USB外設(shè)配置好以后，即會進(jìn)入到掛起(suspend)狀態(tài)，直到它開始被使用。 必須指出的是，一臺USB外設(shè)一旦配置好，它的每一個(gè)特定的信道只能使用一種數(shù)據(jù)傳輸方式。,USB總線傳輸過程,下面以一臺采用同步傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)z像機(jī)為例，來

8、說明USB設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程： 應(yīng)用軟件(用戶的操作界面管理程序)在內(nèi)存中開辟數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并通過標(biāo)準(zhǔn)USB命令字向USB驅(qū)動程序發(fā)出數(shù)據(jù)請求(IRP)； USB驅(qū)動程序通過對該IRP的翻譯形成Token數(shù)據(jù)(USB形式的2進(jìn)制數(shù)據(jù))包發(fā)送到外設(shè)，這時(shí)主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)； 外設(shè)中的固件程序通過控制PDI USB Dl2芯片，對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼、操作及CRC校驗(yàn)，確認(rèn)后接收主機(jī)PID字段中所包含的命令并開始采集數(shù)據(jù)。 采集到的并行數(shù)據(jù)在固件程序的控制下首先進(jìn)入外設(shè)的FIFO，并通過控制PDI USB Dl2并串轉(zhuǎn)換部件形成串行脈沖；,USB總線傳輸過程,根據(jù)器件配置寄存器的要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行符合條件的分

9、割，配置數(shù)據(jù)包的PID字段等以形成原始數(shù)據(jù)包。 通過CRC校驗(yàn)產(chǎn)生器對每一個(gè)數(shù)據(jù)包生成CRC校驗(yàn)碼字段，SOP 和 EOP信號產(chǎn)生器為該數(shù)據(jù)包加入同步字段頭和數(shù)據(jù)包結(jié)束符； 數(shù)據(jù)包的NRZI編碼和操作； 使用收發(fā)器(Transreceiver)將數(shù)據(jù)流驅(qū)動到UsB線纜上。 主機(jī)控制器將USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為普通的“純”圖像數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)以進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理；如果是采用控制傳輸、塊傳輸或中斷傳輸方式，在數(shù)據(jù)被成功傳送后，主機(jī)還會向外設(shè)發(fā)送AcK的握手?jǐn)?shù)據(jù)包作為回應(yīng)。,USB總線傳輸過程,在數(shù)據(jù)傳輸過程中，上面的USB設(shè)備都是在固件程序的控制下對PDIUSBDl2芯片進(jìn)行操作，以將命令和數(shù)據(jù)進(jìn)行

10、編碼或解碼，在用戶識別的格式和USB比特流之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。,通用USB設(shè)備操作,1 動態(tài)插接與拔出 USB設(shè)備必須在任意時(shí)刻允許被插接與拔開，提供連接點(diǎn)或端口的集線器應(yīng)當(dāng)負(fù)責(zé)匯報(bào)端口的狀態(tài)改變情況。 當(dāng)主機(jī)探測到連接操作后，會使得所連的集線器端口生效，設(shè)備也會因此而復(fù)位，一個(gè)被復(fù)位了的USB設(shè)備有如下特性： 對缺省USB地址發(fā)生響應(yīng)， 沒有被配置； 初始狀態(tài)不是掛起。 當(dāng)設(shè)備從一個(gè)集線器端口移去時(shí)，集線器會使得原來連接的端口失效，并且通知主機(jī)設(shè)備已移去。,通用USB設(shè)備操作,2 地址分配 當(dāng)USB設(shè)備連接以后，由主機(jī)負(fù)責(zé)給此設(shè)備分配一個(gè)唯一的地址，這個(gè)操作是在設(shè)備復(fù)位以及端點(diǎn)使能操作以后。 3

11、配置 USB設(shè)備在正常被使用以前，必須被配置，由主機(jī)負(fù)責(zé)配置設(shè)備。主機(jī)一般會從USB設(shè)備獲取配置信息，再確定此設(shè)備有哪些功能。 作為配置操作的一部分，主機(jī)會設(shè)置設(shè)備的配置值，并且如果必要，會選擇合適的接口的備選設(shè)置。,通用USB設(shè)備操作,4 數(shù)據(jù)傳送 數(shù)據(jù)可能以4種方式在USB設(shè)備端點(diǎn)與主機(jī)之間傳送。在不同設(shè)置下，一個(gè)端點(diǎn)可能被用于不同的傳送方式，但一旦設(shè)置選定，傳送方式就選定了。 控制傳輸模式：控制傳輸用于在外設(shè)初次連接時(shí)對器件進(jìn)行配置、對外設(shè)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢則、對控制命令的傳送等，也可以在設(shè)備配置完成后由客戶軟件用于其他目的。 塊傳送模式：塊傳送用于進(jìn)行批量的、非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸。如一臺US

12、B掃描儀即可采用塊傳送的模式，以保讓數(shù)據(jù)連續(xù)地、在硬件層次上的實(shí)時(shí)糾錯地傳送。,通用USB設(shè)備操作,同步傳輸模式：同步傳輸適用于那些要求數(shù)據(jù)連續(xù)地、實(shí)時(shí)地以固定的數(shù)據(jù)傳輸率產(chǎn)生、傳送并消耗的場合，如數(shù)字錄像機(jī)等。為保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性，同步傳輸不進(jìn)行數(shù)據(jù)錯誤的重試，也不在硬件層次上回應(yīng)一個(gè)握手?jǐn)?shù)據(jù)包，這樣有可能使數(shù)據(jù)流中存在數(shù)據(jù)錯誤的隱患。為保證在同步傳輸數(shù)據(jù)流中致命錯誤的幾率小到可以容忍的程度，而數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t又不會對外設(shè)的性能造成太大的影響，廠商必須為使用同步傳輸?shù)墓艿肋x擇一個(gè)合適的帶寬(即 必須在速度和品質(zhì)之間做出權(quán)衡)。 中斷傳輸模式：對于那些小批量的、點(diǎn)對點(diǎn)的、非連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用的

13、場合，如用于人機(jī)交互的鼠標(biāo)、鍵盤、游戲桿等，中斷傳輸?shù)姆绞绞亲钸m合的。,USB設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)請求,所有的USB設(shè)備在設(shè)備的缺省控制通道(Default Control Pipe)處對主機(jī)的請求發(fā)出響應(yīng)。這些請求是通過使用控制傳輸來達(dá)到的，請求及請求的參數(shù)通過Setup包發(fā)向設(shè)備,由主機(jī)負(fù)責(zé)設(shè)置Setup 包內(nèi)的每個(gè)域的值。不管設(shè)備是否被分配了非缺省地址或設(shè)備當(dāng)前已經(jīng)被配置，它們都應(yīng)當(dāng)對標(biāo)形請求產(chǎn)生響應(yīng)。,USB設(shè)備中的固件描述表,USB設(shè)備通過描述表來反映其屬性。描述表是有定義好格式的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每一個(gè)描述表以一個(gè)字節(jié)開始，表明本描述表的長度，緊跟其后是一個(gè)字節(jié)的描述表類信息。 可以使用兩種方式讀取

14、設(shè)備的類相關(guān)的或廠商定義的描述表。 如果這兩種描述表的格式與標(biāo)準(zhǔn)格式相同(以長度字節(jié)打頭，緊跟著類型字節(jié))，則它們可由GetDescriptor()請求與標(biāo)準(zhǔn)描述一同返回。在這種情況下，類相關(guān)或廠商定義的描述表一般跟在被修改的或被擴(kuò)展的描述之后。 如果這兩種描述表使用的非標(biāo)準(zhǔn)格式。指定類相關(guān)的或廠商定義的描述表及索引的 GetDescriptor()請求可從設(shè)備返回這兩種描述表。類或廠商說明會指出正確取出這 兩種描述表的途徑。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,在編寫USB固件代碼時(shí)，首先需要對USB各種數(shù)據(jù)包的格式有一個(gè)清楚的理解，其中最重要的是標(biāo)記包。同時(shí)USB的數(shù)據(jù)傳輸有4種不同的方式，分別

15、應(yīng)用于不同的數(shù)據(jù)傳輸場合。 USB總線是一種串行總線，即它的數(shù)據(jù)是逐位傳送的。在USB系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)是通過USB線纜，采用USB數(shù)據(jù)包，從主機(jī)傳送到外設(shè)或是從外設(shè)傳送到主機(jī)的。在USB協(xié)議中，把基于外設(shè)的數(shù)據(jù)源和基于主機(jī)的數(shù)據(jù)接收軟件(或者方向相反)之間的數(shù)據(jù)傳輸模式稱為管道(Pipe)。管道分為流模式的管道(Stream Pipe)和消息模式的管道(Message Pipe)兩種。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,管道方式的結(jié)構(gòu)使得USB系統(tǒng)支持一個(gè)外設(shè)擁有多個(gè)功能部件(用EndPoint0、Endpoint1、Endpoint n這樣的方法進(jìn)行標(biāo)識)，這些功能部件可以同時(shí)以不同的數(shù)據(jù)傳輸方向在

16、同一條USB線纜上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸而互不影響。比如一個(gè)USB的ISDN MODEM就可以同時(shí)擁有一個(gè)上傳的管道和一個(gè)下載的管道，并能同時(shí)很好地工作。 為實(shí)現(xiàn)多外設(shè)、多管道同時(shí)工作， USB總線使用數(shù)據(jù)包的方式來傳輸數(shù)據(jù)和控制信息。 USB數(shù)據(jù)傳輸中的每一個(gè)數(shù)據(jù)包都以一個(gè)同步字段開始它的最后兩個(gè)位作為PID(數(shù)據(jù)包標(biāo)識字段)字段開始的標(biāo)志。主機(jī)根據(jù)PID字段的類型來判斷一個(gè)數(shù)據(jù)包中所包含的數(shù)據(jù)類型，并執(zhí)行相應(yīng)的操作。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,當(dāng)一個(gè)USB外設(shè)初次連接時(shí)， USB系統(tǒng)會為這臺外設(shè)分配惟一的USB地址，這個(gè)地址通過地址寄存器(ADDR)來標(biāo)記，以保證數(shù)據(jù)包不會傳送到別的USB外設(shè)。

17、7位的ADDR使得USB系統(tǒng)最大尋址為127臺設(shè)備(ADDR字段)。 為保證控制、塊傳送及中斷傳送中數(shù)據(jù)包的正確性，CRC校驗(yàn)字段被引用到如標(biāo)記、數(shù)據(jù)、幀開始(SOP)這樣的數(shù)據(jù)包中。 CRC校驗(yàn)(數(shù)據(jù)冗余校驗(yàn))可以給予數(shù)據(jù)100的正確檢檢驗(yàn)。雖然USB總線是把這些位形式的數(shù)據(jù)打成數(shù)據(jù)包來傳送，但數(shù)據(jù)的同步也是必不可少的。 USB 1.01.1協(xié)議規(guī)定， USB的標(biāo)準(zhǔn)脈沖時(shí)鐘為12MHZ，而其總線時(shí)鐘為1ms，即每隔1ms， USB器件應(yīng)為USB線纜產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖序列。這個(gè)脈沖序列稱為幀開始數(shù)據(jù)包(SOF)，主機(jī)利用SOF來同步USB數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,數(shù)據(jù)位被

18、發(fā)送到總線的時(shí)候，首先最低有效位(LSB)，跟著是下一個(gè)最低有效位，最后是最高有效位(MSB)。包中單個(gè)的位和字段從左到右的順序就是它們通過總線的順序。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,USB的數(shù)據(jù)有4種傳輸類型：批處理(Bulk)、控制(Control)、中斷(Interrupt)和同步(Isochrono us)。各種包的格式根據(jù)傳輸類型的不同而變化。 1 批處理傳送 批傳送用于進(jìn)行批量的、非實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸如一臺USB掃描儀即可采用批傳送的模式，以保證數(shù)據(jù)連續(xù)地、在硬件層次上的實(shí)時(shí)糾錯地傳送。只有高速設(shè)備可以便用批傳送。 2 控制傳送 要進(jìn)行控制傳送，先要由主機(jī)向設(shè)備發(fā)一個(gè)總線建立(Setu

19、p)信息。它描述了控制訪問的類型，設(shè)備將執(zhí)行此控制訪問。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,3 中斷傳送 中斷傳送是為這樣一類設(shè)備設(shè)計(jì)的：它們只傳或收少量數(shù)據(jù)，而且并不經(jīng)常進(jìn)行傳送，但它們有一個(gè)確定的服務(wù)周期，用于人機(jī)交互的鼠標(biāo)、鍵盤、游戲桿等，中斷傳輸?shù)姆绞绞亲钸m合的。對中斷傳送有以下要求： 通道的最大服務(wù)期得到保證； 由于錯誤而引起的重發(fā)在下一服務(wù)期進(jìn)行。,USB的數(shù)據(jù)包及數(shù)據(jù)傳輸方式,4、同步傳送 同步傳送意味著恒定速率、錯誤容忍的傳送。同步傳輸適用于那些要求數(shù)據(jù)連續(xù)地、實(shí)時(shí)地以固定的數(shù)據(jù)傳輸率產(chǎn)生、傳送并消耗的場合，如數(shù)字錄像機(jī)等。同步傳送的幾個(gè)特點(diǎn)： 固定的延時(shí)下，確保對USB帶寬的訪問

20、； 只要數(shù)據(jù)能提供，就能保證通道上的恒定數(shù)據(jù)傳輸速率； 如果由于錯誤造成傳送失敗，并不重傳數(shù)據(jù)。,USB的接口芯片PDIUSBD12,現(xiàn)在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MCU集成在芯片里面的，如Intel公司的8X930AX、CYPRESS公司的EZUSB、Siemens公司的C541U以及Motorola、NS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公司的PDIUSBD11(I2C接口)、 PDIUSBD11A 、PDIUSBD12(并行接口)NS的USBN9602、USBN9603、USB

21、N9604等。前一種由于開發(fā)時(shí)需要單獨(dú)的開發(fā)系統(tǒng)，因而開發(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，因而成本較低，而且可取性高。我們主要介紹Philips公司的PDIUSBD12器件。,PDIUSBD12接口芯片特點(diǎn),PDIUSBD12的主要特性如下： 符合USB1.1協(xié)議規(guī)范； 集成了存儲器、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(2MBs)的并行接口， 完全自動DMA操作， 集成了320字節(jié)的多配置FIFO存儲器， 主端點(diǎn)有雙緩存配置，增加吞吐量，容易實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸； 在塊傳輸模式、同步傳輸下有1MB/s的

22、數(shù)據(jù)傳輸率；,PDIUSBD12接口芯片特點(diǎn),具有總線供電能力； 在掛起時(shí)有可控制的Clock輸出； 可通過軟件控制USB總線連接-Softconnect； 在USB傳輸時(shí)有閃亮的USB連接指示燈； 時(shí)鐘頻率輸出可編程； 具有內(nèi)部上電復(fù)位和低電壓復(fù)位電路； 能在-40一+85C工業(yè)級工作； 片內(nèi)8kv靜電保護(hù)； 雙電壓工作為(3.30.3)V或擴(kuò)大的5V電壓范圍(3655V)； 多中斷模式，方便塊傳輸和同步傳輸。,PDIUSBD12的引腳說明,PDIUSBD12器件引腳分配如圖所示。,PDIUSBD12的引腳功能,PDIUSBD12的引腳功能,PDIUSBD12的引腳功能,PDIUSBD12的

23、內(nèi)部結(jié)構(gòu),PDIUSBD12各模塊的功能,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(diào)整器。片上集成的1個(gè)3.3v電壓調(diào)整器為模擬收發(fā)器供電，也提供連接到外部1.5k上拉電阻的輸出電壓； PDIUSBD12片上集成1個(gè)648MHz的倍頻PLL(鎖相環(huán))，允許使用6MHs的晶振， 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)范中指出的信號抖動和頻率漂移。 PHILIPS串行接口引擎PSIE。 PHILIPS的SIE完全實(shí)現(xiàn)USB協(xié)議層?？紤]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

24、包括：同步模式識別、 并串轉(zhuǎn)換、位填充不填充、cRc校驗(yàn)、PID確認(rèn)、地址識別以及握手鑒定。,PDIUSBD12各模塊的功能, Good Iink。Good link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)PDIUSBDl2被成功枚舉并配置時(shí)，LED指示燈將會始終亮；經(jīng)過PDIUSBDl2的USB數(shù)據(jù)傳輸過程中LED將閃爍，傳輸成功后LED熄滅；在掛起期間，LED熄滅。這種特性可以使用戶知道PDIUSBDl2的狀態(tài)，方便電路調(diào)試。 存儲器管理單元MMU和集成RAM。MMU和集成RAM能緩沖USB(工作在12MBs)數(shù)據(jù)傳輸和微控制器之間并行接口之間的速度差異

25、，這允許微控制器以自己的速度讀寫USB包。,PDIUSBD12各模塊的功能,并行和DMA接口。并行接口容易使用、速度快并且能直接與主微控制器接口。對于微控制器， PDIUSBDl2可以看成是一個(gè)有8位數(shù)據(jù)總線和1位地址線的存儲設(shè)備。 PDIUSBDl2在主端點(diǎn)(端點(diǎn)2)和局部共享存儲器之間也可使用DMA(直接存儲器存取)傳輸。它支持單周期模式和塊傳送模式兩種DMA傳輸。 DMA傳輸。直接存儲器尋址DMA允許在主端點(diǎn)和本地共享存儲器間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊的有效傳輸，使用DMA控制器， PDIUSBDl2的主端點(diǎn)和本地共享存儲器問的數(shù)據(jù)傳輸可自主進(jìn)行，而不需要本地 CPU的干預(yù)。,PDIUSBD12與80C

26、51的典型連接,PDIUSBDl2與80C5l的連接電路如圖所示。在這個(gè)例子中，ALE始終接低電平，說明采用單獨(dú)地址和數(shù)據(jù)總線配置。A0腳接80c51的任何IO引腳，控制是命令還是數(shù)據(jù)輸入到PDIUSBDl2。80C5l的P0口直接與PDIUSBDl12的數(shù)據(jù)總線相連接，Clock Out時(shí)鐘輸出為80c5l提供時(shí)鐘輸入。,PDIUSBD12的命令,PDIUSBD12的命令,PDIUSBD12的命令,PDIUSBD12的命令,PDIUSBD12的命令,PDIUSBD12的命令,PDIUSBD12固件的編程實(shí)現(xiàn),固件(Firmware)實(shí)際上是單片機(jī)的程序文件，存放在USB設(shè)備的微控制器(單片機(jī))中，其編寫語言可以采用c語言或是匯編語言。其操作方式與硬件聯(lián)系緊密，包括USB設(shè)備的連接、 USB協(xié)議、中斷處理等，它不是單純的軟件，而是軟件和硬件的結(jié)合，開發(fā)者需要對單片機(jī)端口、中斷和USB協(xié)議處理芯片的硬件結(jié)構(gòu)非常熟悉。固件程序一般放入單片機(jī)的ROM中，當(dāng)把設(shè)備連接到主機(jī)上(USB連接線插入插孔)時(shí)，上位機(jī)可以發(fā)現(xiàn)新設(shè)備，然后建立連接。因此，編寫固件程序的一個(gè)最主要的目的就是讓windows可以檢測和識別設(shè)備。,PDIUSBD12固件的編程實(shí)現(xiàn),USB固件程序的結(jié)構(gòu)一般是基于中斷處理的。主程序做完必要的