USB設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)(08-100)

　　通用串行總線(USB)就像在過去20年里無所不在的RS-232串行端口一樣正在逐步普及。實(shí)際上，現(xiàn)今發(fā)售的大部分PC都只有USB端口，而沒有串行或并行端口。USB最初是為計(jì)算機(jī)及其外設(shè)而設(shè)計(jì)的，但是由于便于使用和頗受歡迎，使得其使用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到視頻游戲、PDA、MP3播放器和數(shù)據(jù)記錄儀等方面。在進(jìn)行USB設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮許多特性：是選擇低速、全速還是高速傳輸速率;采用A型還是B型連接器;功耗、兼容性測試以及設(shè)備類型選擇。什么是新的USB On-The Go(OTG)標(biāo)準(zhǔn)?工程師該從哪里著手?

　　第一步是理解USB的基本原理。USB系統(tǒng)是一種分層的星型配置結(jié)構(gòu)，由一臺(tái)主控制器和多臺(tái)直接連接或菊花鏈型連接的設(shè)備組成。每個(gè)端口可以且僅可以連接一臺(tái)設(shè)備。但該設(shè)備可以是USB集線器，它采用樹型結(jié)構(gòu)將單個(gè)端口擴(kuò)展為多個(gè)下行端口。菊花鏈型設(shè)備是有限制的：每臺(tái)控制器允許5級(jí)分支，一臺(tái)主控制器最多可以連接127臺(tái)設(shè)備。因此，計(jì)算機(jī)可以有多臺(tái)主控制器。

　　圖1 類似于Microchip Technology的PIC18F4550之類的單片機(jī)可以將USB集成為一個(gè)基本串行接口，這適合于較少連接到個(gè)人計(jì)算機(jī)的嵌入式應(yīng)用。

　　這些設(shè)備可以在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)連接，也可以在系統(tǒng)工作過程中進(jìn)行熱插拔。對(duì)于數(shù)碼相機(jī)或便攜式音樂播放器之類的設(shè)備而言，熱插拔是非常方便的，因?yàn)檫@些設(shè)備主要是在與計(jì)算機(jī)斷開連接之后使用。在這些情況下，僅在上傳或下載信息時(shí)才將USB連接到計(jì)算機(jī)。每次想要將設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)或斷開與計(jì)算機(jī)的連接時(shí)都要重啟系統(tǒng)非常不便。

　　在主控制器和集線器或設(shè)備之間建立連接是一個(gè)比較簡單的過程。USB連接器有三種類型。“A”型連接器用于與主控制器連接(上行連接)，而“B”型連接器用于與設(shè)備連接(下行連接)。最后一種連接器為“mini-B”型，它是一款尺寸得到優(yōu)化的B型連接器。這些連接器各不相同，因此用戶不可能混淆和錯(cuò)誤連接設(shè)備。