基于Blackfin532和Netchip2272的USB接口設計

USB(Universial Serial Bus)是一種通用總線系統，由于它具有支持熱插拔、數據傳輸快速、性能可靠、價格較低等優點，已成為應用最廣泛的PC機外設擴展接口之一，它是實現電子系統和PC機之間進行數據傳輸的理想接口。基于上述分析，提出了基于Blackfin532和Netc-hip2272的USB接口電路設計方案。

1 USB接口電路的硬件設計
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，內核時鐘頻率最高可達400 MHz，具有兩個40位的算術邏輯單元(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無縫連接。此外，片上集成了多個外設接口，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收發模塊，串行接口引擎(SIE)，USB協議控制器，端點數據緩沖區，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／高速數據傳輸模式。
(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的數據緩沖區，支持雙緩沖模式。
(4)可方便地與通用微處理器進行連接。

在Blackfin533的EZ-KIT開發板中也采用了Blackfin533和Netchip2272實現USB接口電路，但EZ-KIT開發板中使用了設備管理器等，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開發板的例程中只提供了USB接口電路的基于設備管理器的頂層源代碼，對于Blackfin533如何控制Netehip2272實現設備的枚舉和數據傳輸則沒有提供底層的源代碼，這些都使得開發板中提供的USB接口電路方案，在實際應用中不方便。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。由于沒有使用設備管理器且在程序編寫過程中采用了模塊化的設計方法，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的數據線，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是它的復位輸入信號，CS是它的片選信號，D+，D-是USB總線的差分數據線，VCC和GND分別是它的電源線和地線。