USB設(shè)計的注意事項(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最初是為計算機及其外設(shè)而設(shè)計的，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)計時，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)，由一臺主控制器和多臺直接連接或菊花鏈型連接的設(shè)備組成。每個端口可以且僅可以連接一臺設(shè)備。但該設(shè)備可以是USB集線器，它采用樹型結(jié)構(gòu)將單個端口擴(kuò)展為多個下行端口。菊花鏈型設(shè)備是有限制的：每臺控制器允許5級分支，一臺主控制器最多可以連接127臺設(shè)備。因此，計算機可以有多臺主控制器。

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

　　這些設(shè)備可以在系統(tǒng)啟動時連接，也可以在系統(tǒng)工作過程中進(jìn)行熱插拔。對于數(shù)碼相機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，因為這些設(shè)備主要是在與計算機斷開連接之后使用。在這些情況下，僅在上傳或下載信息時才將USB連接到計算機。每次想要將設(shè)備連接到計算機或斷開與計算機的連接時都要重啟系統(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誤連接設(shè)備。