新聞中心

EEPW首頁 > 模擬技術(shù) > 設(shè)計應(yīng)用 > 高整合USB微控制器簡化嵌入式系統(tǒng)連結(jié)設(shè)計

高整合USB微控制器簡化嵌入式系統(tǒng)連結(jié)設(shè)計

作者: 時間:2011-12-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

連結(jié)是許多嵌入式應(yīng)用的重要規(guī)格;高度整合的解決方案,不僅能以最簡易的方式為建立連結(jié),還能提供高效能的CPU功能;其所附帶的整合式類比周邊更有助于降低元件數(shù)量和材料清單成本,進一步滿足市場需求。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/187069.htm

高整合度USB可以高成本效益,完成嵌入式連結(jié)功能設(shè)計。

加入更多功能/周邊降低整體成本

USB在工業(yè)和消費應(yīng)用中迅速獲得采用,同時也為嵌入式解決方案的設(shè)計人員帶來挑戰(zhàn),因為設(shè)計人員須把USB連結(jié)融入產(chǎn)品中,且還要維持或者降低整體成本。早期版本的USB是為增設(shè)USB介面所開發(fā),但它沒有能力支援其他的功能或周邊設(shè)備。當USB剛推出時,這些元件在推動USB介面的全面普及上扮演重要的角色,即使到今天,這些橋接元件也可當作有效解決方案。只要透過輔助晶片,即可迅速增添全速型USB,而不必重新設(shè)計整個系統(tǒng)。不過,對于一些成本敏感的應(yīng)用,這種做法或許不盡理想。

為克服成本上的難題,新一代的USB微控制器加入更多的功能與周邊裝置。不過,具備不同周邊功能的USB微控制器雖然在市場上大幅成長,但還是不及高度整合的解決方案。高整合度的USB解決方案不僅能加入適當組合的周邊裝置,還能確保這些功能強大到足以支援重要的應(yīng)用需求。雖然應(yīng)用需求深受終端產(chǎn)品的特性與功能所影響,但大部分的應(yīng)用主要須涵蓋三個共通的層面。

首先是中央處理器(CPU)的效能以及把USB并入周邊裝置的影響;第二須考量的層面是,在類比功能或周邊裝置上扮演真實世界訊號連結(jié)的要角;最后,由于各種應(yīng)用對成本幾乎都很敏感,因此可消除外部元件需求以降低成本的USB建置便十分理想。

CPU主要的功能為執(zhí)行用戶碼,所以它能不能及時執(zhí)行指令并處理資料便至關(guān)重要。一般符合成本效益的USB控制器都會采用先進先出(FIFO)的方式來管理進出的封包,而CPU可將資料存取于緩沖器內(nèi),并同時執(zhí)行其他的作業(yè)。

CPU/USB功能交互作用難題迎刃解

在橋接應(yīng)用的例子中,假設(shè)需求是要把序列式的通用異步收發(fā)器(UART)橋接到USB的系統(tǒng)上。最簡單的方法,CPU應(yīng)該要能從UART介面擷取資料,并存入USB FIFO中,反之亦然。不過,要是同樣此應(yīng)用須執(zhí)行其他簡單的功能,像是反轉(zhuǎn)字節(jié)排序,或者執(zhí)行復(fù)雜的功能,如套用軟體過濾程式,該怎么辦?一開始的簡單作業(yè)突然變成極為復(fù)雜的運算,而這須要經(jīng)過特別的處理才能妥善管理,于是對CPU所造成的負擔(dān)便愈來愈大。

一般的協(xié)定橋接都是把一個周邊裝置的資料傳往另一個,并且?guī)捉磿r,所以CPU須具備必要的效能來讀寫及運作資料,延遲時間也要縮短到能讓人接受。芯科實驗室(Silicon Labs)推出一系列的微控制器,為低價USB解決方案中較佳的范例,該系列微控制器具備強化的高速CPU,能夠在一或二個系統(tǒng)時脈周期就能執(zhí)行七成的指令。這種效能不僅足以滿足協(xié)定橋接應(yīng)用的需求,還能支援其他大部分的高速USB應(yīng)用。另一個優(yōu)點是,高速CPU能在較短的時間內(nèi)執(zhí)行較多的工作,所以能降低整體的耗電量,并使系統(tǒng)在低功耗模式中維持較長時間運作(圖1)。

圖1 高效能微控制器可使系統(tǒng)在低功耗模式下延長作業(yè)時間


上一頁 1 2 下一頁

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉