基于mClinux的嵌入式USB接口設計

作者： 桂林工學院電子與計算機系 馬學文中南大學信息物理工程學院 朱名日 
 
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，軟件系統是在mClinux下開發的，項目結題后，組建了USB總線的家居網絡系統，實現了信息家電的上網。本文介紹了該嵌入式系統設計中的USB模塊軟硬件設計。

USB接口硬件設計

　　S3C4510B沒有內置的USB控制器，但提供了兩個GDMA通道，可以滿足USB高速數據傳遞的要求。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 規范，并為基于微控制器或微處理器的系統提供了高速USB通信能力。ISP1581支持高速USB系統的自動檢測，內部通用DMA 模塊使得數據流很方便地集成。另外，多種結構的DMA模塊實現了海量存儲的應用。這種實現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了最經濟的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 和數碼相機等等。

ISP1581與S3C4510B電路的設計實現

　　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