基于PDIUSBD12芯片的USB應用開(kāi)發(fā)

　　進(jìn)行USB開(kāi)發(fā)之前要根據成本與性能選擇合適的USB接口芯片。目前USB控制器芯片通?？煞殖?種：

　　第一種是專(zhuān)為USB設計的芯片，這類(lèi)芯片的主要來(lái)源是CYPRESS的M8系列和ScanLogic的SL11R系列芯片。這種芯片是為了使用在USB應用設備而特別設計的，而不是在舊的結構上改造出來(lái)的，因而其功能的實(shí)現能夠達到最佳化，但是開(kāi)發(fā)起來(lái)比較困難，要學(xué)全新的指令集，而且價(jià)格較較貴。

　　第二種是與現有的芯片兼容。大部分和8051系列的芯片兼容，如AMD公司的AM186T和Motorola的68HC05/8。這種芯片的優(yōu)點(diǎn)是開(kāi)發(fā)者已經(jīng)熟悉現有芯片的結構和指令集，開(kāi)發(fā)起來(lái)會(huì )比較容易。

　　第三種是需要外部微處理器接口的USB芯片。這類(lèi)芯片只負責處理USB通信，它要和另一塊單片機芯片一起工作。典型的主要有NS公司的USBN9603、NetChip公司的NET2888、Philip公司的PDIUSBD11/12等。使用這樣的芯片的最大的好處是硬件的結構有很大的靈活性，便于發(fā)揮單片機的優(yōu)良性能，同時(shí)價(jià)格便宜。

　　綜合考慮了以上幾種芯片后，本課題決定選用Philip公司的PDIUSBD12芯片。這樣可利用對DSP的熟悉的優(yōu)勢，加快產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)進(jìn)程，同時(shí)還能提高系統的可擴展性，便于選擇高性能的單片機。本芯片只支持USB1.1協(xié)議，對于速度要求高的系統可采用后文提到的支持USB2.0協(xié)議的信號轉換板。

　　基于USB1.1的Philip公司的PDIUSBD12芯片結構比較簡(jiǎn)單，它必須單片機配合才能完成USB通信功能。單片機以讀寫(xiě)外部存儲器的方式執行PDIUSBD12芯片的通信功能命令。芯片產(chǎn)商將給出其具體的USB操作命令。其管腳圖說(shuō)明如圖1：

圖1 PDIUSBD12的管腳圖

　　二 USB-PC104轉換板設計

　　由于嵌入式主板價(jià)格昂貴，而在很多應用場(chǎng)合可以用一個(gè)成本低的USB外設替代。這里的USB外設意指嵌入式系統本身不能獨立運行，需要PC機的軟硬件支持。這樣的嵌入式系統最先要解決的問(wèn)題是開(kāi)發(fā)一塊USB-PC104信號轉換板來(lái)替代嵌入式主板。需要轉換USB總線(xiàn)與PC104總線(xiàn)的信號的原因在于這樣可以讓系統既擁有USB設備的優(yōu)點(diǎn)又有PC104總線(xiàn)設備的高可靠性。采用DSP芯片可以提高系統的速度達到和嵌入式主板總線(xiàn)的要求。

　　1 硬件設計

　　硬件設計的主要框圖如圖2所示：

圖2 轉換板硬件主體框圖

　　它的主要工作原理是：從主機的應用程序發(fā)出的訪(fǎng)問(wèn)PC-104總線(xiàn)設備的命令，經(jīng)過(guò)底層的USB驅動(dòng)程序將其轉換為相應的USB設備標準要求送到USB接口芯片PDIUSBD12(以下簡(jiǎn)稱(chēng)D12)，運行于DSP的固件程序接收到這個(gè)要求，就會(huì )向PC104總線(xiàn)執行相應的命令，從而達到控制PC-104總線(xiàn)硬件的目的。