嵌入式系統完整的單芯片USB解決方案

USB技術的應用已經從最初應用為一種連接外設和PC的方法經過了長足的發展。USB標準的靈活性和適應性，加上目前流行的基于USB的存儲設備和音樂播放器，激發了許多不是基于PC的嵌入式系統紛紛采用USB。現在，從電視機和機頂盒等家庭娛樂設備，到智能儀器、機器控制器、數碼標識系統和手持終端等工業應用，各種嵌入式應用都正在引入USB主機接口以提供數據存儲/傳輸，媒體錄音重放以及其他接口能力。

當把USB連接引入到一個現有的嵌入式應用的時候，對于如何升級設計者現有的設計以支持USB，有多種選擇。一個選擇就是用一個具有內部USB協議處理能力的設備替代它們現有的處理設備(CPU或微控制器)。這時用戶通常需要重新設計他們的硬件和軟件的核心部分以支持新的處理器。尤其是如果需要USB主機能力，則需要新的軟件設備驅動和服務來處理設備枚舉之類的功能，支持不同的USB設備類和傳輸模式。對現有產品作這樣的重要變化，經常是非常耗時并且代價不菲的。

FTDI Vinculum-II (VNC2)模塊圖。

另一種方法是使用一種現成的USB芯片方案，如Vinculum-II(VNC2)。Vinculum 是FTDI的嵌入式USB主/從控制器系列的名稱。最新發布的第二代芯片 VNC2是針對在嵌入式應用中實現USB功能時的許多關鍵問題而設計，并提供完整的單芯片USB解決方案。這款芯片的特點是有兩個獨立的可配置的USB 主/從接口，一個用戶可編程處理器核，具有多種靈活的接口以支持輕松集成到一個現有的嵌入式設計中。使用這種方案的好處在于設計者能夠重用其現有設計的核心部分，用最小的開發成本和最快的上市時間支持增強的產品特征。

進一步觀察VNC2的性能，該芯片有2個獨立的USB 2.0接口，提供USB主控端或從控端的連接，具有一個16位哈弗結構CPU核，16K字節的SRAM存儲器和258K字節的FLASH用于編程和固件存儲。由兩個嵌入式的USB主/從控制器以最小的內部CPU負荷實現完整的USB協議處理。這樣解放了CPU核，使它可用于用戶處理功能。控制器支持4個主要的USB傳輸類型(控制、批處理、中斷和同步)，因此可以支持廣泛的USB應用。

除了USB接口，VNC2還支持一系列靈活的接口，使之能夠輕松的連接到其他的處理設備和外設。所支持的接口包括一個串行UART接口，用來連接到其它CPU或微控制器，一個高速FIFO接口，可用于比如一個ASIC或PLD(可編程邏輯器件)、SPI(串行外設接口)主從端口、以及8個PWM(脈沖寬度調制)通道之間傳輸數據以支持相關電路的控制。圖2為一個VNC2所提供的靈活連接的例子的細節設計。

圖2：帶有通訊功能的MP3/媒體播放器接口設計。

圖2描述的應用是使用FTDI VNC2設備以對現有處理單元的最小的負荷提供MP3和視頻播放以及與現有應用的通訊功能。