USB主設備在嵌入式中的功能

USB外圍設備彼此之間不能彼此通信，它們只能與具有節制總線(xiàn)能力的USB主設備通信。直到比來(lái)，也只有PC具有主設備能力。但今朝，良多微節制器也具有了嵌入式USB主設備的功能，這使得嵌入式應用可以毗連加倍普遍的USB外圍設備。

　　USB閃存驅動(dòng)器是一種使用很是普遍的USB外圍設備，它已經(jīng)成為傳遞或存儲年夜量數據的廉價(jià)介質(zhì)，許年夜都據記實(shí)設備恰是得益于它才得以成長(cháng)。對于遠程的持久數據記實(shí)，可以先采集，并存儲在閃存驅動(dòng)器中，然后帶回到便利剖析措置的處所。

　　閃存驅動(dòng)器也可以用于向PC中傳輸高速時(shí)刻相關(guān)數據。PC是極好的數據剖析工具，但實(shí)時(shí)能力有限。相反，嵌入式應用出格適合實(shí)時(shí)數據采集，但數據剖析能力凡是很弱。嵌入式實(shí)時(shí)數據記實(shí)儀可以在閃存驅動(dòng)器上存儲數據，然后把數據傳輸到PC上剖析，這樣二者的優(yōu)勢都獲得了充實(shí)的闡揚。

　　嵌入式USB主設備的應用

　　起頭嵌入式設計的首要使命之一是選擇微節制器。為了使用閃存驅動(dòng)器，微節制器就必需具有嵌入式USB主設備的能力。若是微節制器具有USB OTG（On-The-Go）或USB雙腳色（Dual Role）功能，如Microchip公司的PIC24FJ256GB1微節制器，如圖1所示，它也可以撐持嵌入式USB主設備功能。USB外圍設備，有時(shí)也稱(chēng)為USB設備模式，只能用作閃存驅動(dòng)器等，而不能和其他USB外圍設備通信。

　　其次，設計者應該確信能有完整的開(kāi)發(fā)工具。至少也需要一個(gè)器件編程器（若是有一個(gè)調試器是最好的）和一個(gè)C說(shuō)話(huà)編譯器，因為嵌入式USB主設備和運行在微節制器中的軌范往往是用C說(shuō)話(huà)而不是用匯編說(shuō)話(huà)編寫(xiě)的。

　　最后，設計者也應該體味哪些軟件庫是可以獲得的，因為嵌入式設備發(fā)現閃存驅動(dòng)器時(shí)的握手操作需要USB設備類(lèi)、FAT32文件系統和其他庫的撐持。從頭起頭設計撐持嵌入式USB主設備的工作會(huì )需要數月的時(shí)刻，而一個(gè)由經(jīng)由認證的和談棧組成的方案可以節約相當多的時(shí)刻。

　　為了使用閃存驅動(dòng)器，嵌入式設備也需要一種USB海量存儲類(lèi)（Mass Storage Class）設備的終端驅動(dòng)軌范、硬件呼吁行接口，以及文件系統接口。凡是，具有2Gb或更低存儲空間的閃存驅動(dòng)器使用FAT16文件系統，而更年夜容量的閃存驅動(dòng)器將使用FAT32文件系統。設計要求

　　一旦選定了微節制器，硬件設計就起頭了。USB硬件設計需要遵循以下良多軌則。

　　● 若是嵌入式主設備需要撐持USB設備類(lèi)，它對外圍的供電就必需能夠供給500mA的電流。

　　● 若是嵌入式主設備需要撐持任何耗損電流跨越100mA的設備，它也必需能夠供給500mA的電流。

　　● 若是嵌入式主設備需撐持耗損電流100mA或更低的設備，那么VBUS電壓限制就可以降低到4.4V。然而，若是嵌入式主設備需撐持耗損電流跨越100mA的設備，那么VBUS電壓限制是 4.75V，就和全功能主設備一樣。

　　● 必需從頭設計無(wú)須用戶(hù)干與干與就可復位的過(guò)流呵護機制。

　　● 從USB毗連器到收發(fā)器之間的傳輸延遲必需在8ns之內。

　　● 嵌入式USB主設備在VBUS上的電容必需年夜于120μF，而且USB OTG設備在VBUS上的電容必需為1.0?6.8μF。

　　除以上軌則外，也必需細心考慮采用嵌入式USB主設備應用的用戶(hù)接口。USB外圍設備凡是用在PC上，萬(wàn)一發(fā)生錯誤就可以供給具體的錯誤信息。若是LED指示燈閃灼，用戶(hù)能夠知道毗連失蹤敗了。USB規范也作了強制性的劃定，經(jīng)由認證的USB嵌入式主設備必需供給錯誤信息。換句話(huà)說(shuō)，所有錯誤信息必需被明晰地通知應用層，也就是奉告用戶(hù)。

　 經(jīng)由過(guò)程USB通信

　　實(shí)現USB嵌入式主設備的一個(gè)最年夜挑戰就是要和各類(lèi)各樣的USB外圍設備通信。雖然不是所有的閃存驅動(dòng)器產(chǎn)物都經(jīng)由過(guò)程了認證，可是若是在嵌入式設備中一種閃存驅動(dòng)器可以正常使用，而另一種沒(méi)有任何原因就不能使用時(shí)，用戶(hù)是不會(huì )歡快的。

　　若是閃存驅動(dòng)器需要的上電時(shí)刻是許可最年夜時(shí)刻的兩倍或一半，或因為主機以最年夜許可的速度輪詢(xún)時(shí)閃存驅動(dòng)器被鎖住，以及因為閃存驅動(dòng)器需要一種分歧的SCSI呼吁序列來(lái)成立通信等，這都不會(huì )有任何問(wèn)題。但若是這樣的閃存驅動(dòng)器在主設備上不能運行，在PC上卻可以正常使用，用戶(hù)會(huì )批*這一主設備。是以，確保進(jìn)行普遍的測試，與多種沒(méi)有進(jìn)行認證的USB外圍設備進(jìn)行通信，即使它只是一個(gè)拇指年夜的閃存驅動(dòng)器或一根電纜。