嵌入式系統(tǒng)USB接口設(shè)計

引言
1.1研究背景
???? USB(UniversalSerialBus),即“通用器串行總線”, 它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。
????? USB是由Compaq、Inter、Microsoft、NEC等幾家著名公司共同提出的用于外部設(shè)備接到主機的外部總線結(jié)構(gòu)。它同時又是一種通信協(xié)議,采用基于令牌的主機查詢方式完成主機(Host)與USB器件之間的數(shù)據(jù)傳送,由于任何數(shù)據(jù)傳送的主動權(quán)都在主機一側(cè),這就將整個外設(shè)系統(tǒng)最復(fù)雜的部分交給了主機,從而簡化了USB外設(shè)的結(jié)構(gòu),降低了生和設(shè)計成本。同時,USB器件是在微控制器的控制下完成USB協(xié)議的,因此它作為一種智能接口支持器件的“熱插拔”。此外,為了降低USB系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送的誤碼率,USB還引入了諸如PID檢錯、CRC校驗、流量控制以及自動重發(fā)等功能,使得USB系統(tǒng)非常健壯(其誤碼率低于10-10)。
????? 早在1995年，就已經(jīng)有PC機帶有USB接口了，但由于缺乏軟件及硬件設(shè)備的支持，這些PC機的USB接口都閑置未用。1998年后，隨著微軟在Windows 98中內(nèi)置了對USB接口的支持模塊，加上USB設(shè)備的日漸增多，USB接口才逐步走進了實用階段。這幾年，隨著大量支持USB的個人電腦的普及，USB逐步成為PC機的標準接口已經(jīng)是大勢所趨。在主機(host)端，最新推出的PC機幾乎100%支持USB；而在外設(shè)(device)端，使用USB接口的設(shè)備也與日俱增，例如數(shù)碼相機、掃描儀、游戲桿、磁帶和軟驅(qū)、圖像設(shè)備、打印機、鍵盤、鼠標等等。
USB設(shè)備之所以會被大量應(yīng)用，主要具有以下優(yōu)點：
1、可以熱插拔。這就讓用戶在使用外接設(shè)備時，不需要重復(fù)“關(guān)機——將并口或串口電纜接上——再開機”這樣的動作，而是直接在PC開機時，就可以將USB電纜插上使用。
2、攜帶方便。USB設(shè)備大多以“小、輕、薄”見長，對用戶來說，同樣20G的硬盤，USB硬盤比IDE硬盤要輕一半的重量，在想要隨身攜帶大量數(shù)據(jù)時，當(dāng)然USB硬盤會是首要之選了。
3、標準統(tǒng)一。大家常見的是IDE接口的硬盤，串口的鼠標鍵盤，并口的打印機掃描儀，可是有了USB之后，這些應(yīng)用外設(shè)統(tǒng)統(tǒng)可以用同樣的標準與PC連接，這時就有了USB硬盤、USB鼠標、USB打印機，等等。
4、可以連接多個設(shè)備。USB在PC上往往具有多個接口，可以同時連接幾個設(shè)備，如果接上一個有4個端口的USB HUB時，就可以再連上4個USB設(shè)備，以此類推，盡可以連下去，將你家的設(shè)備都同時連在一臺PC上而不會有任何問題(注：最高可連接至127個設(shè)備)。