基于AVR單片機的ISP1362OTG設計

0 引言

　　隨著PDA、移動電話、數(shù)碼相機、打印機等消費類產(chǎn)品的普及，用于這些設備與電腦、或設備與設備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸技術越來越受到人們的關注。以往以計算機為核心的數(shù)據(jù)傳輸結構，非常不利于USB,總線在嵌入式行業(yè)的應用，也不適用于野外作業(yè)，而OTG技術的推出則可實現(xiàn)在沒有PC的情況下，設備與設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，它拓展了USB技術的應用范圍。本文采用的設計方案是基于Philips公司的ISP1362 OTG控制芯片，參照最新的USB OTG技術規(guī)范，設計了一種遵循USB協(xié)議的主／從機系統(tǒng)。

　　1 ISP1362芯片的內部結構

　　Philips公司的ISP1362是一款符合USB 2．0總線協(xié)議的接口芯片，內部有3個USB控制器一主機控制器、設備控制器和OTG控制器。其中，主機控制器具備高度優(yōu)化的USB主機功能；設備控制器則具有多達14個可編程端點，又可以被配置成雙緩沖端點進一步提高吞吐量：而OTG控制器主要提供包括監(jiān)控和轉換功能在內的所有OTG控制。ISP1362內部構造如圖1所示。

　　2 USB OTG主／從機系統(tǒng)設計

　　USB OTG主／從機系統(tǒng)設計包括硬件設計和軟件設計兩大模塊。其中硬件電路主要是USB接口電路板的設計；軟件設計包括設備初始化、系統(tǒng)的功能設計、設備驅動程序設計等，下面分別介紹系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)的設計方法。

　　2．1 系統(tǒng)硬件電路設計

　　USB OTG主／從機設計的硬件電路如圖2所示，圖中ATmega 32的PD口和IPA口用于控制ISP1362的時序，PB口和PC口則用于與ISP1362的D[0．．15]進行數(shù)據(jù)交換。ISP1362芯片有Port1和IPort2兩個USB接口。Port1是個綜合接口，可以配置成downstream、upstream或者是OTG；Port2是作為固定的downstream，主要接一般的USB設備。當ISP1362做主機時，主機內部的寄存器通過檢測其相應狀態(tài)寄存器的值就可以判斷是Port1還是Port2接了設備，從而進行相應的處理。

　　ISP1362的Port1口主／從機功能通過ID、OTGMODE兩引腳電平的高低組合來確定。當OTGMODE引腳接低，無論ID電平如何，則芯片的Port1口只能OTG用；如果OTGMODE接高，ID接低，芯片的Port1口作主機使用；OTGMODE接高，ID也接高時，則芯片的Port1口作外設使用。在電路中通過15kΩ的上拉電阻和下拉電阻實現(xiàn)ID、OTGMODE兩引腳電平的高低變化。

　　2．2 系統(tǒng)軟件設計

　　本設計的主機系統(tǒng)是一個軟件和硬件的集合體，功能的實現(xiàn)不依賴于任何操作系統(tǒng)，而是通過中斷來調度各個任務，使之滿足USB通信的要求，因此系統(tǒng)是按照協(xié)議規(guī)范和特定的時序運行的。

　　本系統(tǒng)是ISP1362工作于主／從機模式下的應用，按系統(tǒng)硬件電路配置完成接口芯片，然后對其編程，就可以進行USB數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)工作流程如下：首先進行系統(tǒng)初始化，構建PTD傳輸描述符，接著總線枚舉過程，給外設分配地址，獲取外設的基本信息，并判斷外設為主機設備或是從機設備，之后驅動相應的主／從機驅動程序運行，數(shù)據(jù)傳送和接收，根據(jù)總線的活動情況判斷是否掛起。系統(tǒng)流程圖如圖3所示：