采用PDIUSBD12芯片的USB應用開發

一 PDIUSBD12芯片介紹

　　進行USB開發之前要根據成本與性能選擇合適的USB接口芯片。目前USB控制器芯片通常可分成3種：

　　第一種是專為USB設計的芯片，這類芯片的主要來源是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的，因而其功能的實現能夠達到最佳化，但是開發起來比較困難，要學全新的指令集，而且價格較較貴。

　　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。這種芯片的優點是開發者已經熟悉現有芯片的結構和指令集，開發起來會比較容易。

　　第三種是需要外部微處理器接口的USB芯片。這類芯片只負責處理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，便于發揮單片機的優良性能，同時價格便宜。

　　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的熟悉的優勢，加快產品的開發進程，同時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協議，對于速度要求高的系統可采用后文提到的支持USB2.0協議的信號轉換板。

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

圖1 PDIUSBD12的管腳圖

　　二 USB-PC104轉換板設計

　　由于嵌入式主板價格昂貴，而在很多應用場合可以用一個成本低的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題是開發一塊USB-PC104信號轉換板來替代嵌入式主板。需要轉換USB總線與PC104總線的信號的原因在于這樣可以讓系統既擁有USB設備的優點又有PC104總線設備的高可靠性。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出的訪問PC-104總線設備的命令，經過底層的USB驅動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(以下簡稱D12)，運行于DSP的固件程序接收到這個要求，就會向PC104總線執行相應的命令，從而達到控制PC-104總線硬件的目的。