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

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、價格較低等優(yōu)點，已成為應(yīng)用最廣泛的PC機外設(shè)擴(kuò)展接口之一，它是實現(xiàn)電子系統(tǒng)和PC機之間進(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)計方案。

1 USB接口電路的硬件設(shè)計
1．1 Blackfin532DSP處理器簡介
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、低功耗定點處理器，內(nèi)核時鐘頻率最高可達(dá)400 MHz，具有兩個40位的算術(shù)邏輯單元(ALU)，及4個8位視頻ALU，兩個16位硬件乘法器，兩個40位累加器，是具有較高性價比的DSP處理器。Blackfin532片上集成了84 kB的RAM，可尋址空間為4 GB，可與多種存儲器實現(xiàn)無縫連接。此外，片上集成了多個外設(shè)接口，具體包括1個UART口，1個SPI口，2個串行口(Sports)，4個通用定時器，1個實時時鐘，1個看門狗定時器，1個并行外設(shè)接口等。
1．2 Netchip2272簡介
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，端點數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，本地總線接口模塊等。同時還集成了大量的寄存器，使得對它的操作變得簡單。Netchip2272具有如下特點
(1)支持全速／高速數(shù)據(jù)傳輸模式。
(2)具有3個可配置的物理端點，及30個邏輯端點。
(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開發(fā)板中也采用了Blackfin533和Netchip2272實現(xiàn)USB接口電路，但EZ-KIT開發(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的存儲空間來存放部分程序和支持程序運行時對存儲空間的要求，這就需要在外部添加一塊SDRAM。同時，在EZ-KIT開發(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，對于Blackfin533如何控制Netehip2272實現(xiàn)設(shè)備的枚舉和數(shù)據(jù)傳輸則沒有提供底層的源代碼，這些都使得開發(fā)板中提供的USB接口電路方案，在實際應(yīng)用中不方便。文中所提出的USB接口電路方案中則沒有使用設(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
更加簡單。由于沒有使用設(shè)備管理器且在程序編寫過程中采用了模塊化的設(shè)計方法，固件程序的可移植性增強了。
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的異步存儲塊1的片選信號用作Netehip2272的片選信號，IOW，IOR是Blackfin532的寫、讀選通輸出信號用作Netchip2272的寫選通和讀選通信號。IRQ是Netehip2272的中斷輸出信號，RESET是它的復(fù)位輸入信號，CS是它的片選信號，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。