导言
为了便利PC与外设的衔接，以Intel公司为首的7家公司于1994年11月推出了一种即插即用的USB通用串行总线协议标准。但由于USB是以主机为中心的分层的星状总线拓扑结构，软件比较复杂，对功率要求也比较高，所以在推出后的一段时期内，USB在依据PC的体系中得到了广泛运用，而在嵌入式体系中运用不多。可是，在2000年宣布的USB 2.0标准将USB接口的速度从12 Mbps提高到480 Mbps;2001年又宣布了USB OTG弥补标准，使外部设备能够脱节PC机，完结在任何两台设备之间直接通讯。经过这两次晋级，跟着有越来越多的带USB接口的廉价外设可供运用，有越来越多的嵌入式体系工程师想把USB接口技能运用到嵌入式体系的规划中。这种需求也促进了USB操控器芯片的研制，给开发者供给了越来越多的挑选。仅在最近两年内，就有多种新式的USB操控器芯片推出。可是这又给挑选带来了困难，不同的USB操控器芯片有不同的功用和特色，以下对一些典型的USB操控器芯片进行剖析和比较，供挑选时决议计划参阅。
几款典型USB操控器芯片功用剖析
从芯片大的构架来分，市面上一切的USB操控器芯片能够分为不需求外接微处理器的芯片和需求外接微处理器的芯片。不需求外接微处理器的芯片又能够分为USB接口专用芯片和嵌入通用微操控器内核的芯片。
USB接口专用芯片内部选用专用的微操控器，具有特定的指令集，如Cypress的USB M8系列和enCoRe USB系列的芯片。其所能完结的功用有限，可是由于指令集是专门为USB运用优化的指令集，所以完结USB通讯作业十分便利。
内嵌通用微操控器的USB操控芯片，一般是在通用微操控器的基础上扩展了USB功用，其长处是开发者了解这些通用微操控器的结构和指令集，相关材料丰厚，易于进行开发。如Cypress依据8051的EZ-USB系列，Microchip依据PIC的16C7x5，Motorola依据68HC08的68HC08JB8，Atmel依据AVR的AT76C711等USB操控芯片。
需求外接微操控器的芯片，只处理与USB相关的通讯作业，并且有必要由外部微操控器对其操控才干正常作业，所以这些芯片有必要供给一个串行或并行的数据总线与微操控器进行衔接。此外，还需求一个中止引脚，当数据收到或发送完，这个中止引脚会向微操控器宣布中止请求信号。其长处是芯片价格便宜，并且便于用户运用自己了解的微操控器进行开发。
总归，USB芯片是一种集成了USB协议的微处理器，它能主动对各种USB事情做出呼应，以处理USB总线上的数据传输。USB芯片按功用能够分为USB主操控器芯片、USB集线器芯片和USB功用设备芯片。
在对USB操控器芯片功用进行剖析时，首要研讨数据传输速度、功耗、电源、程序/数据存储器容量、封装及USB标准等通用的技能目标。别的，针对不同的功用类型，还会有不同的要求。下面将对最新有代表性的USB操控芯片进行剖析比较。
1. USB主操控器芯片
USB主操控器芯片担任完结主机和USB设备间的物理数据传输，它是构成USB主机不可或缺的核心部件。跟着嵌入式技能的飞速发展，USB主机的嵌入式化是大势所趋。在USB 2.0标准中也增加了On-The-Go(OTG)弥补标准，它使得不同外设在无主机参加的情况下可直接互连通讯。别的，尽管有的芯片是主机/设备操控器芯片，可是一般只将其作为主机操控器芯片运用，如SL811HS。所以，本部分评论的芯片包含USB主机芯片、OTG USB芯片和USB主机/设备芯片，不进行特别的区别。
咱们选取TDI公司的TD242LP芯片、Philips公司的ISP1761和Cypress公司的CY7C67200进行比较剖析。这三款芯片都是USB OTG 主机/设备操控器。表1是典型USB主操控器芯片特性的比较。
2.USB集线器芯片
USB集线器芯片担任将一个USB上行端口转化为多个下行端口，它是构成USB集线器不可或缺的核心部件。它所需求关怀的功用目标与USB主机的要求不完全相同，它所支撑的下行端口的数目是一个很重要的目标。
咱们选取Cypress公司的CY7C66113、Alcor Micro公司的AU9254 A21和Philips公司的ISP1251进行比较剖析。典型USB集线器芯片的特性如表2所示。
3.USB功用设备芯片
USB功用设备芯片担任完结功用设备和USB主机间的物理数据传输，它是构成USB功用设备的必需部件。一般这些USB芯片都含有多个驱动外围电路的I/O口，以完结USB设备的特别功用。在这里，咱们只考虑单一功用的USB设备芯片，不考虑ORG-USB和主机/设备USB芯片。
咱们选取Cypress公司的CY7C68013a、NetChip公司的Net2280和Philips公司的ISP1583进行比较剖析。典型USB功用设备芯片特性如表3所示。
以上三种芯片的I/O接口各有自己的特色，可是都满意USB的高速和全速传输的速率要求及传输类型的需求，能够依据不同工程要求，挑选适宜的芯片。
经过对上述按功用区分的三大类USB芯片的同一类型芯片之间特性的比较剖析和把握相关的研讨办法，咱们就能够依据实践开发项目的要求及规划的要点挑选适宜的USB操控器芯片。
挑选USB芯片的其他相关要素
在进行USB项目开发时，除了需求针对不同功用的运用，对相应类型的不同的USB芯片的特性进行比较剖析以挑选适宜的USB芯片之外，还有许多要素值得咱们考虑。为了更好更快地完结项目的开发，一般情况下还有必要遵从以下原则：
1. 需求了解芯片的硬件体系结构和相关的固件编程言语，以及翔实的硬件文档;
2. 要有杰出的USB芯片的开发工具包，便于进行固件下载和调试的开发体系;
3. 要有能够供给芯片固件的典范代码、典型的USB设备驱动程序和界面运用程序等，开发人员只需在其基础上稍加修正即可运用;
4. 关于USB芯片的价格，应尽量挑选性价比最高的芯片。关于批量生产的USB设备，能够挑选供给OTP(一次性编程)版别的USB芯片。
总归，正确的挑选是成功的开端，能够节约许多的时刻和金钱。
USB技能的新发展
USB总线体系是一种新式的标准，尽管具有许多的长处，可是也具有不少的局限性。为了扩展USB的运用规模，许多公司在USB标准的基础上添加了新的功用，使得USB的运用愈加广泛。
依据USB标准，USB总线可为每个衔接的外设供给+5V/500mA的电源，关于许多小功率的外设已能满意要求，可是当外设需求超越500mA电流时，就需求外接电源。这不契合“即插即用”的思维。所以呈现了处理这一问题的PoweredUSB技能。
