USB 开发之硬件篇

时间：2012-11-29 来源：123485.com 作者：9stone

        现在的USB生产厂商很多很多，几乎所有的硬件厂商都有USB的产品。我了解的公司有Intel, National, Cypress, AnchorChips这几家，Intel作为USB标准的制订者之一，又加上Intel的龙头老大的地位，现在的计算机主板上的HOST基本上采用的都是INTEL的芯片。而在外设的USB控制器方面，大家的性能都差不多。其中CYPESS公司的器件以便宜见长，在收购了ANCHORCHIPS公司之后，CYPRESS基本上从低速到全速的器件都包涵到了，有一些器件的性能还超过INTEL，当然价格要便宜得多（注：以上评价纯属个人意见，仅供参考）。就象CPU唯INTEL马首是瞻一样，很多的厂家都喜欢把自己的东西和INTEL的做比较，我个人认为要做的话，还是INTEL的要好一些！
下面就以INTEL公司的8X930AX USB 微处理器作一些介绍：

        8X930AX USB 微处理器采用的是MCS51作为它的控制芯片，工作在12MHz的工作频率，有256Kbytes的存储空间，如果不够还能够在外围扩展。它有11个中断源，其中有三个分配给USB设备。当然他也还有一些其它的特性，在此不作详细的介绍了。

如何给USB器件设计一个BUFFER(Intel)
      下面以CYPRESS公司的CY7C6XX系列产品作一些介绍：
       CYPRESS公司的芯片在低速的场合做得很好，比如国内所有的USB鼠标都是采用的CYPRESS公司的芯片(真的是便宜，不由得你不买他的东东），但是在高速方面支持得不是很好，好象是在CY36系列产品上存在着速度快就CRASH的毛病，在收购了ANCHORCHIPS之后情况才有所改观。
        [个人意见] 其实我觉得USB的硬件所有的厂家都差不多，差别只是在于他们采用的控制器的不同，除了各个公司的CPU不同（像ST就用他们的ST8或者ST16，Intel当然就用他们的看家本领，而ANCHORCHIPS就只好用人家的51了）以外的东西基本一致，就只有一个SIE(什么是SIE，可以参考这篇文章http://tie.163.net/files/siewp.pdf），高速的器件还会有一个DMA的控制器，使他的数据可以跑得很快。
我对于硬件最想说的一点是他的速度的算法，USB的速度是跟USB其间内部提供的缓冲区的大小有关，还有一个就是USB标准中提到的每1ms和每10ms（还有255ms的时候）发一桢数据的区别，这是低速和全速的主要区别，而缓冲区的大小直接的影响到每桢传送的数据量的大小，这一点大家在算USB的速度的时候一定要注意。在做设计之前一定计算好自己所要求的带宽和芯片的速度匹不匹配，否则会引起不必要的麻烦（洒家开始的时候就被害惨了）。
下面是一个带宽的计算公式：
BW=EP*INT(BPF/(OH+EP))/125
其中：BW表示带宽(Mbits/sec)，EP表示ENDPOINT的大小（bytes)，BPF表示每桢的字节数，OH表示开销。
你可以很快的根据你的设计计算出你的USB器件的带宽。下面给出一个例子：
BPF 187 OH 46
ENDPOINT SIZE（BYES） MAX BW（Mbits/sec）
1 0.024
2 0.048
4 0.096
8 0.192
希望可以从这个例子中得到USB的带宽的计算方法。而对于四种不同的传输方式来说，主要的不同是体现在BPF和OH的不同上。具体可以参照USB的标准的第八章。还可以看一看这篇文章。
http://tie.163.net/files/a%20anaylse%20for%20bandwidth%20of%20USB.pdf
选好方案之后，到了具体的控制程序设计阶段，就只是一个CPU的程序控制问题，对于华夏发达的单片机水平来说，这是非常容易解决的，倘若我再重复讲一下单片机中断抑或讲一段什么例子程序的话，我怀疑会被人砍翻在地，因此寡人只好封刀引退。若有不明，请参考谁谁谁谁谁等高手之微处理器专着。

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