基于TD1120 嵌入式系統設計中USB OTG方案

TD1120集成了一個片上高電流充電泵，可以支持高達100mA的電流，這樣可以支持很多種USB設備，包括鍵盤、鼠標、部分U盤，這樣就不存在需要外部充電泵的問題。此外，還集成了鎖相環(PLL)來支持外部晶振或12MHz和30MHz晶振實現額外的系統靈活性。

采用TD1120在全速主機模式下功耗低于40mA(最大)，全速外設操作時最大為80mA。TD1120整個芯片支持功率節省模式，包括主機控制器以及外設控制器的延緩模式以使功率消耗最小化，延長系統電池壽命，對于移動設備來說，電池壽命是很關鍵的性能。

◆ 接口性能表現
USB數據傳輸速率高度依賴于系統平臺。對速率的期望要現實而適當，因為有很多因素會影響到系統的數據吞吐量，包括CPU處理能力、CPU的利用率、OS存儲系統總線訪問時間、USB控制器、系統應用程序、軟件和協議開銷，等等。采用400MHz處理器的嵌入式系統不能與4GHzCPU的USB速度相提并論，后者在高速模式下可以達到200Mbps的吞吐量。

TD1120設計實現了硬件處理調度和傳輸層協議，包括實現高級性能的數據轉換、重試和帶寬管理。當出現傳輸錯誤或者設備還沒有準備接收傳輸時，將發送設備否定應答(NAK)。NAK可以是性能和系統影響的巨大因素，TD1120的設計減小了這些影響。當出現在主機與連接的外設之間進行大量的數據交換所采用的批量數據傳輸的情況時，批量列表結構(Bulkliststructure)經過存儲器映射到TD1120的主機控制器，所有因為USB設備NAK而產生的重試以及傳輸描述符(TD)都在硬件內部處理，而不需要對系統總線的持續訪問，這樣減少了中斷并降低了對CPU的占用。

TD1120的高速的外設控制器實現了像連接到PC這樣的主機的性能，減少了傳輸大量數據內容的時間，因而大大提高了通過高速外設控制器的吞吐量，提升了用戶體驗。TD1120支持兩個與外部直接存儲器存取(DMA)主機接口的從DMA通道，這樣可以在沒有CPU干涉的情況下實現從或到外部存儲器或設備的高帶寬數據傳輸，減少對系統CPU的占用。然而，必須注意仔細調整CPU的外部存儲器訪問時間，以嚴格匹配外部USB主機控制器的時序要求，從而提高系統性能。

◆ 軟件支持
　　軟件在實現USB功能方面扮演了主要的角色。用于驅動控制器的必要軟件可能很復雜。除了硬件之外，選擇適當的OS和USB堆棧方案是USB實現的關鍵。支持TD1120的軟件可以從TransDimension的SoftConnex軟件套件得到，很多的實時操作系統(RTOS)都支持該軟件堆棧，該軟件套件提供完整的嵌入式USB方案的軟件堆棧和驅動程序。嵌入式系統領域采用了大量的實時操作系統。本身帶有USB主機和外設堆棧支持的操作系統在市場上并不多，如WinCE或Linux。對這些本身就帶有USB堆棧的操作系統，TransDimension支持主機和外設低級控制器驅動程序來與USB協議層接口。協議堆棧負責協議管理和調度功能，包括處理即插即用特性，以便告知系統新插入的設備，并管理帶寬以及其他與USB相關的資源。

　　對于其他本身并不帶USB堆棧的操作系統來說，TransDimension可以通過向客戶發放許可證的形式讓客戶使用TransDimension的軟件堆棧和驅動程序實現USB主機、外設或OTG功能，并將其配置到很多種操作系統和CPU。模塊化的軟件架構能實現靈活的產品設計，系統設計工程師可以輕易地從主機或/和外設設計轉到OTG方案上。

　　此外，TransDimension還提供便攜主機控制器驅動程序(HCD)以及外設控制器驅動程序(PCD)。開發商可以輕易地將驅動程序移植到多種USB主機和外設軟件堆棧、操作系統、處理器和硬件平臺中。便攜HCD和PCD提供設計工程師低級的應用編程接口(API)驅動程序來開發他們自己的USB方案，而可以不管TD1120是如何工作的細節。

　　便攜式HCD和PCD提供簡單的API，使用戶能寫獨立的USB應用程序以及將驅動程序連接到現存的USB堆棧，并實現特定應用軟件。當要求更多特性的應用，如支持大容量存儲，而內部開發能力和資源受到項目時間的限制，采用授權軟件產品可以提供最快的產品面世方案。

低功率設計
　　--低功率特性包括可調節內核時鐘、動態寄存器關斷、動態和可編程時鐘選通大大降低功率消耗

魯棒的OTG邏輯
　　--可配置硬件和軟件主機協調協議和會話請求協議

內存映射接口
　　--16位數據總線允許直接連接到大多數微處理器

同時操作
　　--主機和外設控制器實現允許同時操作

靈活的端口配置
　　--允許多個端口配置，支持多達3個端口

參考文獻:

[1].PCBdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PCB_1201640.html.
[2].PCDdatasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/PCD_1201639.html.