基于嵌入式ARM9的USB設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　引 言

　　USB(Universal Serial Bus)是通用串行總線的縮寫，因其具有方便易用，動(dòng)態(tài)分配帶寬，容錯(cuò)性優(yōu)越和高性價(jià)比等特點(diǎn)，現(xiàn)已成為計(jì)算機(jī)的主流接口。

　　隨著嵌入式系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，各種小型終端需要開發(fā)出與外界聯(lián)系的USB接口。目前，常用的技術(shù)有兩種。基于單片機(jī)的USB接口，特點(diǎn)是需要外置芯片，電路復(fù)雜，留下的CPU資源不多;基于ARM的USB接口，特點(diǎn)是資源豐富，但ARM系列產(chǎn)品較多，如果選型不當(dāng)，還需要搭接較多的外圍電路，且不能很好地發(fā)揮CPU性能。

　　該設(shè)計(jì)采用三星公司ARM9核的S3C2440A芯片作為CPU，因?yàn)樵撔酒瑑?nèi)部集成了控制USB的所有部件，外圍電路簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。

　　1 S3C2440A特點(diǎn)

　　S3C2440A的CPU部分主要集成了電源模塊、復(fù)位和時(shí)鐘模塊、觸摸屏和小鍵盤模塊、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器模塊。同時(shí)提供如下豐富的外圍接口：同步存儲(chǔ)器(SDRAM)和NAND FLASH控制接口，可擴(kuò)展到1 GB的存儲(chǔ)的空間;4個(gè)DMA通道和24個(gè)中斷端口;能控制STN LCD和TFT液晶屏顯示，支持觸摸屏功;USB接口A型和B型各一個(gè);3個(gè)串行口、I2C，SPI，I2S等接口;帶AC97音頻接口;具備SD卡、數(shù)碼相機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)接口。

　　S3C2440A還具備多種工作模式，管腳為17×17方型分布，橫向從左1到右17編號(hào)，縱向從下A到上U編號(hào)，分類為A1～A17，B1～B17， C1～C17依此類推到U1～U17。這些管腳所對(duì)應(yīng)的功能并不是惟一的，通常只要使能變化，S3C2440A就能實(shí)現(xiàn)不同的控制功能。該設(shè)計(jì)涉及到的 S3C2440A，其管腳如表1所示分為3類。

　　2.2 串口電路

　　串口在該設(shè)計(jì)中的作用是通過(guò)計(jì)算機(jī)加載USB驅(qū)動(dòng)程序，原理如圖2所示。

　　2.3 電源電路

　　由于S3C2440A芯片的管腳對(duì)電壓提出了不同要求，所以需要完成電源的變壓，其原理如圖3所示。

　　3 驅(qū)動(dòng)程序的研究

　　按USB接口，其設(shè)備結(jié)構(gòu)可分為USB Host(主機(jī))和USB Device(外部設(shè)備)。USB主機(jī)控制USB設(shè)備進(jìn)行通信，而主機(jī)與主機(jī)之間，或USB設(shè)備與USB設(shè)備之間是不能通信的。