基于mClinux的嵌入式USB接口設計

摘    要：本文討論了嵌入式設備中USB接口設計的方法及注意事項，結合具體工程項目給出了一個設計實例，而且結合該硬件電路探討了如何在mClinux下編寫USB的驅動程序。
關鍵詞：嵌入式設備；USB；mClinux

引言
越來越多的嵌入式設備與外部連接要求更簡潔、方便、智能化，所以，USB接口在嵌入式設備中的應用會越來越廣泛。本文是“信息家電網(wǎng)絡控制平臺技術”項目中USB接口的實際設計部分。在該項目中，硬件平臺采用了S3C4510B微處理器，軟件系統(tǒng)是在mClinux下開發(fā)的，項目結題后，組建了USB總線的家居網(wǎng)絡系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息家電的上網(wǎng)。本文介紹了該嵌入式系統(tǒng)設計中的USB模塊軟硬件設計。

USB接口硬件設計
S3C4510B沒有內(nèi)置的USB控制器，但提供了兩個GDMA通道，可以滿足USB高速數(shù)據(jù)傳遞的要求。本著與S3C4510B能銜接工作、自身適合在嵌入式設備中應用的原則，確定采用ISP1581高速USB接口芯片。　
ISP1581概述和設計分析
ISP1581是一款低功耗、功能強的高速USB接口器件，它完全符合USB 2.0 規(guī)范，并為基于微控制器或微處理器的系統(tǒng)提供了高速USB通信能力。ISP1581支持高速USB系統(tǒng)的自動檢測，內(nèi)部通用DMA 模塊使得數(shù)據(jù)流很方便地集成。另外，多種結構的DMA模塊實現(xiàn)了海量存儲的應用。這種實現(xiàn)USB 接口的標準組件使得使用者可以結合微控制器，通過使用已有的結構和減少固件上的投資，從而用最快捷的方法實現(xiàn)了最經(jīng)濟的USB外設解決方案。此外，ISP1581可理想地用于許多嵌入式外設，例如打印機、掃描儀、DVD 和數(shù)碼相機等等。
ISP1581與S3C4510B電路的設計實現(xiàn)
了解了芯片引腳的使用方法，則可以設計出它和S3C4510B的連接電路，如圖1所示。
USB接口電路如圖2所示。在該圖中，1.5kW的電阻要求較高，阻值范圍必須是1.5kW