基于Blackfin532和Netchip2272的USB接口設(shè)計(jì)

USB(Universial Serial Bus)是一種通用總線系統(tǒng)，由于它具有支持熱插拔、數(shù)據(jù)傳輸快速、性能可靠、價(jià)格較低等優(yōu)點(diǎn)，已成為應(yīng)用最廣泛的PC機(jī)外設(shè)擴(kuò)展接口之一，它是實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)和PC機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦硐虢涌?。基于上述分析，提出了基?a class="contentlabel" href="http://www.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/Blackfin">Blackfin532和Netc-hip2272的USB接口電路設(shè)計(jì)方案。

1 USB接口電路的硬件設(shè)計(jì)
1．1 Blackfin532DSP處理器簡(jiǎn)介
文中DSP處理器選用Blaclkfin532，它是ADI(Analog Device Instruments)公司推出的一款高性能、低功耗定點(diǎn)處理器，內(nèi)核時(shí)鐘頻率最高可達(dá)400 MHz，具有兩個(gè)40位的算術(shù)邏輯單元(ALU)，及4個(gè)8位視頻ALU，兩個(gè)16位硬件乘法器，兩個(gè)40位累加器，是具有較高性價(jià)比的DSP處理器。Blackfin532片上集成了84 kB的RAM，可尋址空間為4 GB，可與多種存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。此外，片上集成了多個(gè)外設(shè)接口，具體包括1個(gè)UART口，1個(gè)SPI口，2個(gè)串行口(Sports)，4個(gè)通用定時(shí)器，1個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，1個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器，1個(gè)并行外設(shè)接口等。
1．2 Netchip2272簡(jiǎn)介
文中USB接口芯片選用了Netchip2272。它在片上集成了USB收發(fā)模塊，串行接口引擎(SIE)，USB協(xié)議控制器，端點(diǎn)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，本地總線接口模塊等。同時(shí)還集成了大量的寄存器，使得對(duì)它的操作變得簡(jiǎn)單。Netchip2272具有如下特點(diǎn)
(1)支持全速／高速數(shù)據(jù)傳輸模式。
(2)具有3個(gè)可配置的物理端點(diǎn)，及30個(gè)邏輯端點(diǎn)。
(3)片上集成了3 kB的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，支持雙緩沖模式。
(4)可方便地與通用微處理器進(jìn)行連接。

在Blackfin533的EZ-KIT開(kāi)發(fā)板中也采用了Blackfin533和Netchip2272實(shí)現(xiàn)USB接口電路，但EZ-KIT開(kāi)發(fā)板中使用了設(shè)備管理器等，使得程序變得較大，在Blackfin533和Netchip2272之外，需要大約8 MB的存儲(chǔ)空間來(lái)存放部分程序和支持程序運(yùn)行時(shí)對(duì)存儲(chǔ)空間的要求，這就需要在外部添加一塊SDRAM。同時(shí)，在EZ-KIT開(kāi)發(fā)板的例程中只提供了USB接口電路的基于設(shè)備管理器的頂層源代碼，對(duì)于Blackfin533如何控制Netehip2272實(shí)現(xiàn)設(shè)備的枚舉和數(shù)據(jù)傳輸則沒(méi)有提供底層的源代碼，這些都使得開(kāi)發(fā)板中提供的USB接口電路方案，在實(shí)際應(yīng)用中不方便。文中所提出的USB接口電路方案中則沒(méi)有使用設(shè)備管理器，這使得程序比例程中的程序要小得多，且不需要使用SDRAM，從而使得硬件電路變得
更加簡(jiǎn)單。由于沒(méi)有使用設(shè)備管理器且在程序編寫(xiě)過(guò)程中采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，固件程序的可移植性增強(qiáng)了。
1．3 USB接口電路的原理
USB接口電路的硬件連接原理圖如圖2所示，其中D0～D15是Blackfin532和Netchip2272的數(shù)據(jù)線，A1～A5是地址線，PF10和PF11是Black-tln532的PF(Programmable Flags)口的第10、ll管腳，分別用作Netehip2272的中斷輸入管腳和復(fù)位控制管腳，ASMl是Blacktin532的異步存儲(chǔ)塊1的片選信號(hào)用作Netehip2272的片選信號(hào)，IOW，IOR是Blackfin532的寫(xiě)、讀選通輸出信號(hào)用作Netchip2272的寫(xiě)選通和讀選通信號(hào)。IRQ是Netehip2272的中斷輸出信號(hào)，RESET是它的復(fù)位輸入信號(hào)，CS是它的片選信號(hào)，D+，D-是USB總線的差分?jǐn)?shù)據(jù)線，VCC和GND分別是它的電源線和地線。