简直一切的现代系列MCU具有USB外设。由于USB是一个规范的，则或许期望一切USB完结都是相同的。假如是的话，你会经过各种契合规范，并且还供给了额定的功用和特性，或许仅仅做一个特定的MCU适宜您的下一个规划的完结惊奇。本文将介绍一些差异化的USB功用，你会发现，在盛行的MCU系列。一旦你了解一些要害的不同，你能够更好地寻觅，将供给完美的适宜你的下一个规划的完结。
USB基础知识
一起在硬件和软件的水平 – 通用串行总线或USB，已由于其简略的物理层接口，它的灵活性，并且易于整合越来越盛行。规范化和集成衔接器能够很简单地接口的MCU的USB衔接线，一起驱动程序和运用程序接口，或API，能够很简单地拜访经过USB衔接来传输和接纳信息的数据包所需求的数据和操控元件。现成的参阅规划，评价板和代码示例进一步简化根据MCU的施行。最近引进的在USB 3.1规范，具有高达10 Gbit / s的数据信号速率示出了规范的不断发展和或许是左右对许多，许多年。
USB运用非对称拓扑结构，包含一台主机的在衔接“金字塔”，用于办理整个网络的顶部。下流的USB端口（一般称为器材或功用）中的一切衔接成直接主机或经由中心集线器，能够在星型拓扑扩展网络。主机能够有多个主机操控器，每个操控器办理多达127个端口。 USB通讯运用的管道，或逻辑信道，即一个主操控器和一个设备的端点之间进行衔接。 USB设备最多能够有32个端点（在16和16出）。有两种类型的管道：一个流，以用于数据传输，以及一个音讯，用于短指令和状况搬运。数据传输能够是同步（以保证数据速率），中止传输（当需求快速，低推迟的传输），或批量传输（一般用于文件传输，其间的推迟和数据传输速率并不重要）。
之一的USB规范的更多有用的方面是，有多个数据传输速率或许的（低速1.5 Mbit / s的，全速在12兆比特/秒，高速在480兆比特/秒，超5 Gbit / s的，和超高速+个10Gbit / s）和主机能够确认用于运用特别枚举进程的每个设备的数据速率。这简化了衔接办理和便于运用程序集中于刚传输数据，而不是办理树立低层的物理衔接。
一些产品训练模块可从Digi-Key的评论明显详细的USB规范（从FDTI和伍尔特电子，等等），假如读者期望深化发掘。但是，这篇文章的意图，上述描绘足以让咱们来看看一些不同的特色和根据微操控器的USB外设功用，以更好地满意特定运用的要求，具有最佳的USB-完结功用设置。
USB完结
关于一些USB的基本知识的了解，咱们就能够开端看看不同类型的MCU供货商在他们的设备所供给的完结。由于微操控器常常被发现操控USB外围设备，如传感器，点拨设备和音频设备（仅举几例），而不是在主机操控器更常常在个人电脑和手持设备发现咱们将经过调查一个示例函数完结发动在Spansion的FM3 MCU系列中，尤其是Spansion公司MB9AF3 MCU。
Spansion的MB9AF3 MCU采用了ARM的Cortex-M3的CPU，并具有多种先进的外设，包含电机操控定时器，高速ADC，UART，SPI，I2C，DMA，和外部总线接口。一个USB外设一起具有一个主机和功用接口和功用的方框图显现在图1中。的CPU接口，在右侧的图，能够拜访端点缓冲器，其间数据传输的方位。进出缓冲器是由经由UDC接口的USB数据操控器（UDC）办理。中止可用于告诉的数据传输的状况的CPU和在CPU接口供给从CPU或DMA操控器拜访缓冲器。
Spansion公司MB9AF3 MCU USB功用框图
图1：飞索MB9AF3 MCU USB功用框图。 （Spansion公司供给）
该飞索USB完结的要害要素是源USB时钟，端点，缓冲器的数量，和DMA拜访到端点缓冲器。这些特征能够，由于它们不是由USB规范规则不同MCU供货商之间改动。例如，USB时钟由片上PLL可运用MCU的主时钟源，。这消除了对外部时钟减少了元件数量。并非一切的USB外设包含此功用。
从图1还能够看到有6个端点缓冲区。缓冲区的数量广泛运用不同的履行执行。关于简略的运用，少量缓冲器或许是满足的，但有或许是多个缓冲器的要求，这或许是由于有多个元件（例如，几个不同的传感器由MCU办理），或许由于多个缓冲区将简化软件完结由别离一个外设的不同的运用。
最终，USB完结之间的差异化的公共区域包含运用DMA的。常它是更有用的有来自CPU的独立办理，然后CPU能够操作的其它更杂乱的使命，或可放在一个低功耗状况，直到有满足的数据可开端处理端点缓冲区。该MB9AF3 MCU供给了拜访端点缓冲区的DMA操控器，还供给了一些中止，可用于更轻松地办理缓冲区传输。寻觅这些功用时，电源功率是您的运用程序的要害。
端点操控
您需求端点的数量能够挑选您的USB外设时，是一个要害的差异。的灵活性有与每个端点的量能够是在挑选中的一个重要因素，也是。例如，赛普拉斯的PSoC CY8C24794有一个USB外设有五个端点和每个人都能够被独自分配呼应中止，批量或同步IN或OUT恳求。图2示出了各种可分配给每个端点使命。挑选性这一等级避免了明显量的，不然将被需求的确认使命的类型，然后操控搬运到所需的惯例处理器开支。
表赛普拉斯的PSoC CY8C24794（点击检查全尺度）
图2：赛普拉斯的PSoC CY8C24794 USB作业形式表。 （赛普拉斯供给）
Cypress的USB完结运用同享内存来存储端点数据，这或许会导致拜访瓶颈，但运用的PSoC存储器裁定（PMA）的优先处理器和USB外围设备之间的拜访。这保证了移动指令由处理器接连流乃至在USB流量的最大速率处理将进行修理。
所述USB PMA具有满足的灵活性，使得端点数据不需求被处理接纳到下一USB分组之前。这是经过简略地改动信道的写入方位或读方位寄存器值完结的。例如，当一个中止收到的材料标明，一个包现已收到，而不是处理数据，然后使终端接纳更多的数据，你能够简略地改动写地址所运用的端点自在区的PMA通道的USB内存。经过这样做，你让USB SIE接纳更多数据，而M8C正在处理从前接纳的数据。相似的办法可用于制备数据到由IN业务的方法被发送。
当比较端点完结保证你不只需看支撑的端点的数量，并且在灵活性和软件支撑USB外设供给量。这能够进步功用，下降功耗，并简化编码。
USB在旅途中
USB也发展到能够很简单地创立智能的USB设备，能够在任何一个主机或功用形式动态衔接。这个“在转到”的才能使得有或许运用该设备作为外设（或许作为存储设备），然后作为宿主（或许以操控和功率的传感器，记载心脏速率活性）。这种才能是在各种的IoT运用中特别有用。 Microchip的DSPIC33EP256 MCU，例如，支撑USB主机，设备和外出形式。在许多情况下，这样就能够看到什么低功耗的设备，可为USB外设是重要的低功率运转是在旅途中运用很重要。
Microchip的DSPIC33EP256 MCU使USB外围设备来操作，即便在一些低功耗形式。例如，当CPU被放置在闲暇形式的周仍可操作。在闲暇形式下，CPU的时钟被堵截，并大大下降了这种动态功耗。 USB模块能够持续运转，当CPU处于闲暇状况，一旦收到需求CPU干涉的音讯时，CPU能够带出闲暇的。 USB外设和CPU都能够放在一个更低的功耗状况，睡觉，乃至更多的权利将被保存。该USB活动中止可用于从休眠形式唤醒器材，只需有USB总线上的总线活动。
您或许需求从您的USB外设的另一项功用是先进的测验功用。特别是，假如您运用的是USB初次一些你或许要详细包含板级测验功用的USB端口。 Microchip的DSPIC33EP256 MCU有一个特别的USB测验形式，能够发生对USB输出即用于板级测验有用的接连测验码形式。正如图3此测验形式生成接连的JK / JK位序列来切换USB输出发生一个简略的“眼图”常用来测验信号的完整性。
Microchip的DSPIC33EP256单片机图
图3：Microchip的DSPIC33EP256 MCU USB测验形式。 （Microchip的供给）
USB高端微操控器
USB不只在低收入和中端MCU的发现，它是高端设备的一个十分有用的接口也是如此。例如，德州仪器F28M35H52C1RFPT是一款双核MCU具有十分先进的处理才能，它包含一个USB外设与在转到才能。如图中F28M35H52C1RFPT（图4）的框图，USB外设，在图的左上方，经由从AHB总线矩阵拜访的AHB总线衔接到ARM Cortex-M3的CPU。
德州仪器的框图F28M35x协奏曲MCU（点击检查全尺度）
图4：德州仪器F28M35x协奏曲MCU框图。 （德州仪器供给）
在ARM Cortex-M3 CPU充任通道操控器，担任办理一切的通讯端口。这是当USB包含在高端设备，使得USB通讯能够正确地对一切其他的，竞赛的，通讯端口进行优先排序的一个重要功用。例如，一般的USB端口用于外部文件存储和数据传输活动，或许需求提出了很高的优先级，以便处理不延迟数据缺少。
定论
有许多不同的办法来完结USB和了解一些经过各种MCU系列供给的主要功用和差异化的功用是十分重要的。这是很简单找到适宜的适宜你的下一个USB运用，当你知道了一些最常见和最重要的不同。
