基于PDIUSBD12芯片的USB應(yīng)用開發(fā)

　　進(jìn)行USB開發(fā)之前要根據(jù)成本與性能選擇合適的USB接口芯片。目前USB控制器芯片通常可分成3種：

　　第一種是專為USB設(shè)計的芯片，這類芯片的主要來源是CYPRESS的M8系列和ScanLogic的SL11R系列芯片。這種芯片是為了使用在USB應(yīng)用設(shè)備而特別設(shè)計的，而不是在舊的結(jié)構(gòu)上改造出來的，因而其功能的實現(xiàn)能夠達(dá)到最佳化，但是開發(fā)起來比較困難，要學(xué)全新的指令集，而且價格較較貴。

　　第二種是與現(xiàn)有的芯片兼容。大部分和8051系列的芯片兼容，如AMD公司的AM186T和Motorola的68HC05/8。這種芯片的優(yōu)點是開發(fā)者已經(jīng)熟悉現(xiàn)有芯片的結(jié)構(gòu)和指令集，開發(fā)起來會比較容易。

　　第三種是需要外部微處理器接口的USB芯片。這類芯片只負(fù)責(zé)處理USB通信，它要和另一塊單片機(jī)芯片一起工作。典型的主要有NS公司的USBN9603、NetChip公司的NET2888、Philip公司的PDIUSBD11/12等。使用這樣的芯片的最大的好處是硬件的結(jié)構(gòu)有很大的靈活性，便于發(fā)揮單片機(jī)的優(yōu)良性能，同時價格便宜。

　　綜合考慮了以上幾種芯片后，本課題決定選用Philip公司的PDIUSBD12芯片。這樣可利用對DSP的熟悉的優(yōu)勢，加快產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程，同時還能提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，便于選擇高性能的單片機(jī)。本芯片只支持USB1.1協(xié)議，對于速度要求高的系統(tǒng)可采用后文提到的支持USB2.0協(xié)議的信號轉(zhuǎn)換板。

　　基于USB1.1的Philip公司的PDIUSBD12芯片結(jié)構(gòu)比較簡單，它必須單片機(jī)配合才能完成USB通信功能。單片機(jī)以讀寫外部存儲器的方式執(zhí)行PDIUSBD12芯片的通信功能命令。芯片產(chǎn)商將給出其具體的USB操作命令。其管腳圖說明如圖1：

圖1 PDIUSBD12的管腳圖

　　二 USB-PC104轉(zhuǎn)換板設(shè)計

　　由于嵌入式主板價格昂貴，而在很多應(yīng)用場合可以用一個成本低的USB外設(shè)替代。這里的USB外設(shè)意指嵌入式系統(tǒng)本身不能獨立運行，需要PC機(jī)的軟硬件支持。這樣的嵌入式系統(tǒng)最先要解決的問題是開發(fā)一塊USB-PC104信號轉(zhuǎn)換板來替代嵌入式主板。需要轉(zhuǎn)換USB總線與PC104總線的信號的原因在于這樣可以讓系統(tǒng)既擁有USB設(shè)備的優(yōu)點又有PC104總線設(shè)備的高可靠性。采用DSP芯片可以提高系統(tǒng)的速度達(dá)到和嵌入式主板總線的要求。

　　1 硬件設(shè)計

　　硬件設(shè)計的主要框圖如圖2所示：

圖2 轉(zhuǎn)換板硬件主體框圖

　　它的主要工作原理是：從主機(jī)的應(yīng)用程序發(fā)出的訪問PC-104總線設(shè)備的命令，經(jīng)過底層的USB驅(qū)動程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為相應(yīng)的USB設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)要求送到USB接口芯片PDIUSBD12(以下簡稱D12)，運行于DSP的固件程序接收到這個要求，就會向PC104總線執(zhí)行相應(yīng)的命令，從而達(dá)到控制PC-104總線硬件的目的。