(文章来历:电子工程网)
USB技能的运用现已从开始运用为一种衔接外设和PC的办法经过了长足的开展。USB规范的灵敏性和适应性,加上现在盛行的根据USB的存储设备和音乐播放器,激发了许多不是根据PC的嵌入式体系纷繁选用USB。现在,从电视机和机顶盒等家庭文娱设备,到智能仪器、机器操控器、数码标识体系和手持终端等工业运用,各种嵌入式运用都正在引进USB主机接口以供给数据存储/传输,媒体录音重放以及其他接口才能。
当把USB衔接引进到一个现有的嵌入式运用的时分,关于怎么晋级规划者现有的规划以支撑USB,有多种挑选。一个挑选便是用一个具有内部USB协议处理才能的设备代替它们现有的处理设备(CPU或微操控器)。这时用户一般需求从头规划他们的硬件和软件的中心部分以支撑新的处理器。尤其是假如需求USB主机才能,则需求新的软件设备驱动和服务来处理设备枚举之类的功用,支撑不同的USB设备类和传输方式。对现有产品作这样的重要改变,常常是十分耗时而且价值不菲的。
另一种办法是运用一种现成的USB芯片计划,如英商飞特帝亚有限公司(FTDI)的Vinculum-II(VNC2)。Vinculum 是FTDI的嵌入式USB主/从操控器系列的称号。最新发布的第二代芯片 VNC2是针对在嵌入式运用中完成USB功用时的许多关键问题而规划,并供给完好的单芯片USB解决计划。这款芯片的特点是有两个独立的可装备的USB 主/从接口,一个用户可编程处理器核,具有多种灵敏的接口以支撑轻松集成到一个现有的嵌入式规划中。运用这种计划的优点在于规划者能够重用其现有规划的中心部分,用最小的开发本钱和最快的上市时刻支撑增强的产品特征。
进一步调查VNC2的功用,该芯片有2个独立的USB 2.0接口,供给USB主控端或从控端的衔接,具有一个16位哈弗结构CPU核,16K字节的SRAM存储器和258K字节的FLASH用于编程和固件存储。由两个嵌入式的USB主/从操控器以最小的内部CPU负荷完成完好的USB协议处理。这样解放了CPU核,使它可用于用户处理功用。操控器支撑4个首要的USB传输类型(操控、批处理、中止和同步),因而能够支撑广泛的USB运用。
除了USB接口,VNC2还支撑一系列灵敏的接口,使之能够轻松的衔接到其他的处理设备和外设。所支撑的接口包括一个串行UART接口,用来衔接到其它CPU或微操控器,一个高速FIFO接口,可用于比方一个ASIC或PLD(可编程逻辑器材)、SPI(串行外设接口)主从端口、以及8个PWM(脉冲宽度调制)通道之间传输数据以支撑相关电路的操控。
MP3/音频重放:运行在VNC2上的固件代码用于从USB存储棒上读取文件。音频数据传送个MP3解码器用于音频输出,一起显现屏用于图画或视频重放。Vinculum II软件东西链具有与USB闪存接口和与显现操控器和音频编解码SPI接口的设备驱动。通讯:经过第二个可用的USB接口能够对运用添加进一步的功用。这儿,经过恰当的USB KEY能够添加通讯设备类(CDC)来支撑蓝牙,3G/GPRS通讯。
关于一切的嵌入式运用,无论是选用电池供电仍是市电供电的,电源耗费和办理都是关键问题。为了完成低耗电作业,VNC2支撑各种低功耗方式。在典型的作业方式,CPU运行在48MHz,VNC2芯片在1.8V核电压仅耗费25mA(1.8V是从3.3V供电的芯片内部发生的)。要进一步下降功耗,能够首要经过下降CPU的作业频率至24MHz或12MHz的办法,其次可选用经过软件封闭芯片上不运用的接口的办法。别的还可运用设备挂起方式。在挂起方式下,VNC2仅耗费128uA电流。这些不同的功耗方式为用户供给了设备功耗办理的优秀的增益操控,协助嵌入式运用获取优化的功耗功用。
在嵌入式运用中完成USB主控功用需求选用相似的办法。集成了USB功用的嵌入式处理设备需求驱动以支撑枚举和各种USB设备类型。有些情况下没有完好的USB驱动,需求用户竭尽开发资源。还有一些特定的设备结构,USB协议处理是由软件完成的,要求规划者要么自己开发要么购买USB协议栈。这种办法除了开发和版权的开支,USB接口功用也或许被运行在设备CPU上的其他软件进程所约束。
Vinculum II软件开发东西套件答使用户针对VNC2上的CPU处理器创立根据C的运用程序。这个东西套件是封装为一个集成开发环境(IDE),具有规范的代码编译,创立,调试和修改功用。这个IDE可从FTDI免费获取,不需求许可证或版权费用。
除了开发东西,FTDI还开发了一系列的预编译固件镜像文件。固件镜像文件能包括一般的USB运用相关的功用,比方对USB存储设备的办理和接口,音乐重放,与USB打印机,HUB和HID类型设备的接口。这些固件镜像文件现已可用于第一代Vinculum芯片VNC1L。预编译固件镜像文件供给一个备用的运用程序,嵌入式体系规划者能够打开它或直接用作一个引用来添加到他们自己的专用程序中。当结合多种特征和前面说到的免费的软件开发资源,VNC2为嵌入式运用供给了一种有本钱效益的完好的USB功用,一起经过把从头规划用户现有规划的中心部分的作业量最小化,然后减少了开发危险。
许多的硬件渠道可用于支撑选用FTDI VNC2 USB主/从芯片进行USB运用的原型和开发。VNC2 USB主/从操控器有各种封装方式可用,LQFP和QFN类型的封装有32脚、48脚和64脚等多种挑选。
(责任修改:fqj)