當前位置:首頁 > 智能硬件 > 智能硬件
[導讀]隨著PDA、移動電話、數(shù)碼相機、打印機等消費類產(chǎn)品的普及,用于這些設備與電腦、或設備與設備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸技術越來越受到人們的關注。以往以計算機為核心的數(shù)據(jù)傳輸結構,非常不利于USB,總線在嵌入式行業(yè)的應用

隨著PDA、移動電話、數(shù)碼相機、打印機等消費類產(chǎn)品的普及,用于這些設備與電腦、或設備與設備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸技術越來越受到人們的關注。以往以計算機為核心的數(shù)據(jù)傳輸結構,非常不利于USB,總線在嵌入式行業(yè)的應用,也不適用于野外作業(yè),而OTG技術的推出則可實現(xiàn)在沒有PC的情況下,設備與設備之間的數(shù)據(jù)傳輸,它拓展了USB技術的應用范圍。本文采用的設計方案是基于Philips公司的ISP1362 OTG控制芯片,參照最新的USB OTG技術規(guī)范,設計了一種遵循USB協(xié)議的主/從機系統(tǒng)。

1 ISP1362芯片的內(nèi)部結構

Philips公司的ISP1362是一款符合USB 2.0總線協(xié)議的接口芯片,內(nèi)部有3個USB控制器一主機控制器、設備控制器和OTG控制器。其中,主機控制器具備高度優(yōu)化的USB主機功能;設備控制器則具有多達14個可編程端點,又可以被配置成雙緩沖端點進一步提高吞吐量:而OTG控制器主要提供包括監(jiān)控和轉換功能在內(nèi)的所有OTG控制。ISP1362內(nèi)部構造如圖1所示。

2 USB OTG主/從機系統(tǒng)設計

USB OTG主/從機系統(tǒng)設計包括硬件設計和軟件設計兩大模塊。其中硬件電路主要是USB接口電路板的設計;軟件設計包括設備初始化、系統(tǒng)的功能設計、設備驅動程序設計等,下面分別介紹系統(tǒng)軟、硬件系統(tǒng)的設計方法。

2.1 系統(tǒng)硬件電路設計

USB OTG主/從機設計的硬件電路如圖2所示,圖中ATmega 32的PD口和IPA口用于控制ISP1362的時序,PB口和PC口則用于與ISP1362的D[0..15]進行數(shù)據(jù)交換。ISP1362芯片有Port1和IPort2兩個USB接口。Port1是個綜合接口,可以配置成downstream、upstream或者是OTG;Port2是作為固定的downstream,主要接一般的USB設備。當ISP1362做主機時,主機內(nèi)部的寄存器通過檢測其相應狀態(tài)寄存器的值就可以判斷是Port1還是Port2接了設備,從而進行相應的處理。

ISP1362的Port1口主/從機功能通過ID、OTGMODE兩引腳電平的高低組合來確定。當OTGMODE引腳接低,無論ID電平如何,則芯片的Port1口只能OTG用;如果OTGMODE接高,ID接低,芯片的Port1口作主機使用;OTGMODE接高,ID也接高時,則芯片的Port1口作外設使用。在電路中通過15kΩ的上拉電阻和下拉電阻實現(xiàn)ID、OTGMODE兩引腳電平的高低變化。

2.2 系統(tǒng)軟件設計

本設計的主機系統(tǒng)是一個軟件和硬件的集合體,功能的實現(xiàn)不依賴于任何操作系統(tǒng),而是通過中斷來調(diào)度各個任務,使之滿足USB通信的要求,因此系統(tǒng)是按照協(xié)議規(guī)范和特定的時序運行的。

本系統(tǒng)是ISP1362工作于主/從機模式下的應用,按系統(tǒng)硬件電路配置完成接口芯片,然后對其編程,就可以進行USB數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)工作流程如下:首先進行系統(tǒng)初始化,構建PTD傳輸描述符,接著總線枚舉過程,給外設分配地址,獲取外設的基本信息,并判斷外設為主機設備或是從機設備,之后驅動相應的主/從機驅動程序運行,數(shù)據(jù)傳送和接收,根據(jù)總線的活動情況判斷是否掛起。系統(tǒng)流程圖如圖3所示:

實現(xiàn)ISP1362芯片的軟件編程控制,就是對該芯片的CS、RD、WR、A0、A1引腳的控制。本文中CS代表片選,低電平有效;RD代表讀信號,低電平有效;WR代表寫信號,低電平有效;A0引腳電平的高低不同,分別表示傳輸?shù)男盘柎淼氖敲钚盘栠€是數(shù)據(jù)信號;A1引腳電平的高低不同,分別表示控制的是外設還是主機。通過上述幾個引腳信號的組合,可以實現(xiàn)讀寫控制ISP1362的不同功能。除此之外,以下的幾個引腳對于控制ISP1362也有重大意義:DREQ1引腳代表DMA請求輸出,當它高電平有效時,通知IDMA控制器主機正在請求數(shù)據(jù)傳送;DREQ2引腳高電平有效時,通知DMA控制器外設正在請求數(shù)據(jù)傳送;DACK1引腳代表DMA確認輸入,低電平有效時表明來自主機的DMA傳輸請求已經(jīng)被DMA控制器確認;DACK2引腳低電平有效時表明來自外設的DMA傳輸請求已經(jīng)被DMA控制器確認;INT1和INT2引腳連接到外部微處理器的IRQ引腳,使得ISP1362可以根據(jù)請求執(zhí)行中斷服務程序。軟件設計具體工作流程如下:

(1)系統(tǒng)硬件初始化,包括ATmega32和ISP1362的初始化。AVR微處理器是Atmel公司的8位嵌入式RISC處理器,它具有功耗低、速度快、輸出高、開發(fā)工具開放、性價比高等優(yōu)點,它的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是可以獨立訪問的哈佛結構,因此代碼執(zhí)行效率非常高。ATmega系列單片機的內(nèi)部模塊還很豐富,可用的資源也很多,本文對ATmega32的初始化,就是要對它的I/O口、定時器、時鐘、看門狗等進行相應的設置,使之開始工作。而ISP1362的初始化,就是當ISP1362上電后,主機控制器驅動程序(HCD)必須通過一系列的硬件初始化步驟來配置主機控制器,從而進入可操作狀態(tài)。首先檢測主機控制器是否存在,此步由MCU(單片機)實現(xiàn),本文通過MCL響HcScratch寄存器內(nèi)寫入某個值,再從該寄存器中讀取,將讀出值與寫入數(shù)值進行比較,若相等,則可說明主機控制器存在;反之則出錯,無主機控制器存在。

(2)構建PTD描述符。PTD(Phi l ips Transfer Descriptor)為ISP1362主機控制器與外圍設備的通信提供了一個傳輸渠道,要在主機與外設之間進行通訊,首先需要構建一個PTD。PTD具有3種傳輸類型:控制和批量傳輸(非周期傳輸)PTD、中斷傳輸PTD和同步傳輸PTD。

(3)主機分配地址給設備,獲取設備描述符和設備的功能信息。主機通過不斷地向外設發(fā)送設備請求來獲取設備、端點的功能信息。獲取USB設備描述符的過程分為三個步驟:a.主機通過設備的默認端點獲取設備描述符,為設備分配一個惟一的地址;b.主機讀取配置描述符信息、接口描述符信息和端點描述符信息;c.根據(jù)設備的相關信息調(diào)用相應的事務處理程序。

(4)設備枚舉成功之后,主機就可以根據(jù)已編寫的進程與外設進行USB通信,等待、查詢數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。

(5)數(shù)據(jù)發(fā)送或接收完畢之后,根據(jù)QueryBus函數(shù)查詢總線的活動情況,判斷設備是否需要掛起。

2.3 設備驅動程序

要實現(xiàn)主機對從機的讀寫,USB主機必須具有相應的驅動,對各種讀寫指令進行封裝、解釋和執(zhí)行。開發(fā)驅動有很多種方法,本文采用直接在USB主機接口驅動上層封裝一個USB傳輸API 函數(shù)-USBXfer,應用于實現(xiàn)各種USB傳輸。

3 結束語

本文設計的USB 0TG主從機系統(tǒng)性能穩(wěn)定,數(shù)據(jù)傳輸效率高。測試表明,此設計能夠正確地實現(xiàn)USB 0TG主從機間的數(shù)據(jù)交換,性能可以滿足設備間的數(shù)據(jù)傳輸要求,同時又能很好地控制成本,具有一定的實用價值。

 

本站聲明: 本文章由作者或相關機構授權發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或將催生出更大的獨角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉型技術解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關鍵字: 汽車 人工智能 智能驅動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領增長 以科技創(chuàng)新為引領,提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術創(chuàng)新聯(lián)...

關鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關鍵字: BSP 信息技術
關閉
關閉