基于PDIUSBD12芯片的USB应用开发

　　进行开发之前要根据成本与性能选择合适的接口。目前USB控制器通常可分成3种：

　　第一种是专为USB设计的芯片，这类芯片的主要来源是CYPRESS的M8系列和ScanLogic的SL11R系列芯片。这种芯片是为了使用在USB应用设备而特别设计的，而不是在旧的结构上改造出来的，因而其功能的实现能够达到最佳化，但是开发起来比较困难，要学全新的指令集，而且价格较较贵。

　　第二种是与现有的芯片兼容。大部分和8051系列的芯片兼容，如AMD公司的AM186T和Motorola的68HC05/8。这种芯片的优点是开发者已经熟悉现有芯片的结构和指令集，开发起来会比较容易。

　　第三种是需要外部微处理器接口的USB芯片。这类芯片只负责处理USB通信，它要和另一块单片机芯片一起工作。典型的主要有NS公司的USBN9603、NetChip公司的NET2888、Philip公司的PDIUSBD11/12等。使用这样的芯片的最大的好处是硬件的结构有很大的灵活性，便于发挥单片机的优良性能，同时价格便宜。

　　综合考虑了以上几种芯片后，本课题决定选用Philip公司的芯片。这样可利用对DSP的熟悉的优势，加快产品的开发进程，同时还能提高系统的可扩展性，便于选择高性能的单片机。本芯片只支持USB1.1协议，对于速度要求高的系统可采用后文提到的支持USB2.0协议的信号转换板。

　　USB1.1的Philip公司的芯片结构比较简单，它必须单片机配合才能完成USB通信功能。单片机以读写外部存储器的方式执行芯片的通信功能命令。芯片产商将给出其具体的USB操作命令。其管脚图说明如图1：

图1 PDIUSBD12的管脚图

　　二 USB-PC104转换板设计

　　由于嵌入式主板价格昂贵，而在很多应用场合可以用一个成本低的USB外设替代。这里的USB外设意指嵌入式系统本身不能独立运行，需要PC机的软硬件支持。这样的嵌入式系统最先要解决的问题是开发一块USB-PC104信号转换板来替代嵌入式主板。需要转换USB总线与PC104总线的信号的原因在于这样可以让系统既拥有USB设备的优点又有PC104总线设备的高可靠性。采用DSP芯片可以提高系统的速度达到和嵌入式主板总线的要求。

　　1 硬件设计

　　硬件设计的主要框图如图2所示：

图2 转换板硬件主体框图

　　它的主要工作原理是：从主机的应用程序发出的访问PC-104总线设备的命令，经过底层的USB驱动程序将其转换为相应的USB设备标准要求送到USB接口芯片PDIUSBD12(以下简称D12)，运行于DSP的固件程序接收到这个要求，就会向PC104总线执行相应的命令，从而达到控制PC-104总线硬件的目的。