32 位ARM 嵌入式系統(tǒng)擴展USB 接口設計
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USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）接口是1994 年Intel、Microsoft 等多家公司聯(lián)合推出的計算機外設互連總線協(xié)議。USB 接口支持1.5Mb/s、12Mb/s 和480Mb/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，支持控制、中斷、批量與實時4 種數(shù)據(jù)傳輸模式，讓外圍設備可以有彈性的選擇。不管是交換少量或是大量的數(shù)據(jù)，還是有無時效的限制，都有合適的傳輸類型。USB的實時同步數(shù)據(jù)傳輸模式適合于高速實時音視頻數(shù)據(jù)流的傳送。
基于ARM（Advanced RISC Machines）處理器的32 位嵌入系統(tǒng)具有極高運算速度和大容量的數(shù)據(jù)處理能力，常需要設計高速接口與其他設備通信，為此本文討論基于S3C44B0XARM7 處理器的嵌入式統(tǒng)擴展USB 接口（設備端）的技術(shù)方案。
1 USB 接口原理
USB1.1 規(guī)范將USB 分為5 部分：控制器、控制器驅(qū)動程序、USB 芯片驅(qū)動程序、USB設備以及針對不同USB 設備的客戶端驅(qū)動程序。
(1) 控制器（Host Controller）主要負責執(zhí)行由控制器驅(qū)動程序發(fā)出的命令。
(2) 控制器驅(qū)動程序（Host Controller Driver）, 在控制器與USB 設備間建立通信管道（Pipe）。
(3) USB 驅(qū)動程序（USB Driver），提供對不同USB 設備及芯片的支持。
(4) USB 設備（USB Device）, 有兩類USB 設備：一類稱為功能設備（Function），另一類是稱為USB 集線器（HUB）,可以連接多個USB 設備。
(5) USB 設備驅(qū)動程序（Client Driver Software）及特定應用程序。
主控制器的驅(qū)動軟件由操作系統(tǒng)支持，USB 設備開發(fā)人員一般只需編寫客戶驅(qū)動程序，實現(xiàn)特定功能，設備端所有功能軟件需要全面設計。
USB 的四種數(shù)據(jù)傳輸模式分別是：控制型傳輸、中斷型傳輸、批量型傳輸、實時型傳輸。第一種在缺省通道中傳輸USB 接口本身的配置等控制信息，后面三種用于功能部件傳輸數(shù)據(jù)。中斷型用于鍵盤等的異步輸入輸出少量數(shù)據(jù)傳輸，批量傳輸主要用于象硬盤等塊設備的數(shù)據(jù)傳輸，在中斷和批量的傳輸過程中要傳遞交互握手信號，確保數(shù)據(jù)準確無誤。
實時傳輸對帶寬有嚴格要求，但允許有一定誤碼，省去了交互握手信號的傳遞，常用于音視頻碼流數(shù)據(jù)傳輸。四種類型數(shù)據(jù)都按帶寬要求分配在1ms 一幀的數(shù)據(jù)幀內(nèi)進行傳輸，USB1.0 實時傳輸可得到的最大帶寬10.24Mbps。
2 嵌入式系統(tǒng)USB 接口設計
要滿足高性能ARM嵌入式系統(tǒng)的要求，擴展USB接口必須選擇高性能USB控制器芯片，Philips公司的PDISUBD12 USB器件，是與微處理器配合使用的高性能USB接口器件，性價比很高。PDIUSBD12主要特性有：
(1) 符合USB 1.1 技術(shù)規(guī)范；
(2) USB控制器并行接口與處理器間的數(shù)據(jù)傳輸速度高達2M 字節(jié)/秒；
(3) 在批量模式和同步模式下均可實現(xiàn)1M 字節(jié)/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率；
(4) 集成了FIFO存儲收發(fā)器，支持DMA 操作；
(5) 內(nèi)置時鐘倍頻PLL電路，可編程時鐘頻率輸出；
(6) 多中斷模式實現(xiàn)批量和同步傳輸；
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