Ю. В. ЗВЕРЕВ

Научный руководитель - М. О. МОКРЕЦОВ, к. т.н.

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

РЕАЛИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСА USB ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ

В статье описан вариант реализации интерфейса USB с функцией On-The-Go для применения в несложных цифровых контроллерах.

При создании электронных устройств, осуществляющих обмен данными с ПК, необходим выбор логического и физического уровней интерфейса связи. Все интерфейсы можно разбить на две большие группы – последовательные и параллельные. По целому ряду функциональных параметров последовательные интерфейсы превосходят параллельные, и в настоящее время большая часть внешних устройств подключается к ПК по последовательному интерфейсу.

Наибольшее распространение среди последовательных интерфейсов получили RS-232 и RS-485. Однако для систем сбора и обработки информации, требующих большой пропускной способности, их возможностей недостаточно. В последнее время для этой цели широко используется шина USB (Universal Serial Bus). Она обеспечивает разработчикам относительно дешевый, высокоскоростной и удобный в использовании интерфейс. Стандарт USB определяет следующие скоростные режимы: low speed (до 1,5 Мбит/с), full speed (до 12 Мбит/с) и high speed (до 480 Мбит/с). Интерфейс USB постоянно совершенствуется. Для возможности подключения двух конечных устройств в сети напрямую между собой был разработан дополнительный стандарт USB On-The-Go. При этом одно из устройств должно поддерживать протокол запроса сеанса связи (SRP) и протокол согласования (HNP).

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В данной работе была поставлена задача – разработать типовое решение реализации интерфейса USB для применения в широком классе устройств, в которых необходимо обеспечить передачу данных со скоростью до 480 Мбит/с и поддержку режима On-The-Go.

Одним из вариантов организации USB-связи является реализация контроллера USB на отдельной микросхеме. В настоящее время фирмы Philips Semiconductors, NetChip Technology и Cypress Semiconductors предлагают ряд внешних контроллеров интерфейса USB. Был проведен обзор микросхем с поддержкой USB 2.0. В таблице 1 приведены основные параметры некоторых из рассмотренных микросхем.

Таблица 1. Сводная таблица базовых параметров контроллеров USB.

Название микросхемы

Скоростные режимы

Поддержка On-The-Go

Память

Поддержка DMA

Наличие встроенного МК

CY7C68013

full speed, high speed

нет

16 Кбайт RAM

нет

да, 8051 МК

ISP1582

full speed, high speed

да (SRP и HNP)

8 Кбайт FIFO

да

нет

ISP1583

full speed, high speed

да (SRP)

8 Кбайт FIFO

да

нет

NET2270

full speed, high speed

нет

2 Кбайт FIFO

да

нет

MAX3301E

low speed, full speed

да (SRP и HNP)

нет

нет

нет

После проведенного анализа контроллеров интерфейса USB был выбран контроллер ISP1582 фирмы Philips Semiconductors, поддерживающий режимы High Speed и On-The-Go. Плюсом также является невысокая стоимость микросхемы.

На базе данной микросхемы была разработана электрическая принципиальная схема контроллера интерфейса USB и топология печатной платы. В данный момент производится разработка и тестирование программного обеспечения.

Список литературы

1. Universal Serial Bus Specification, Revision 1.1, September 23, 1998

2. ISP1582 Hi-Speed Universal Serial Bus peripheral controller, Product data, 04 January 2005