１ 引言

USB已在PC及筆記本電腦中得到了廣泛的應(yīng)用，它們起到了集線器的作用，用以連接數(shù)碼相機、打印機等各種外設(shè)，但目前大部分設(shè)備還不能實現(xiàn)彼此之間的直接通信。

新的USB On-The-Go標(biāo)準(zhǔn)正是針對這一情況而推出的，它將最終結(jié)束用電腦作為各種電子設(shè)備連接紐帶的時代，借助USB On-The-Go，外設(shè)既可作為主機，也可作為從機，彼此之間能夠互相通信，并可根據(jù)實際情況協(xié)商確定哪個設(shè)備作為主機。


２ Isp１３６２的結(jié)構(gòu)特點

飛利浦Isp１３６２由OTG控制器、主機控制器、外設(shè)控制器、USB收發(fā)器、OTG收發(fā)器和緩存器等組成，通過內(nèi)部集成的總線接口可與cpu相連，Isp１３６２的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖１所示。

OTG控制器模塊用于提供OTG要求的所有控制、監(jiān)控及交換功能。它還支持OTG supplement １．０標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的所有功能。

若以O(shè)TG模式進行配置，Isp１３６２既可用作主機，也可用作外設(shè)，并支持主機與外設(shè)之間角色轉(zhuǎn)換的主機通信協(xié)議hnp（host negotIatIon protocol）和兩種模式下的對話請求協(xié)議srp（sessIon request proto-col）。Isp１３６２作為主機使用時，能夠關(guān)閉vbus以響應(yīng)srp，而作為外設(shè)使用時，能夠啟動srp以喚醒主機。一套OTG寄存器提供的控制及狀態(tài)監(jiān)控功能可以用來支持hnp及srp軟件。

Isp１３６２支持內(nèi)置電源供電及外部電源供電兩種模式。對于較低功耗的應(yīng)用設(shè)計，可用內(nèi)部集成的電荷泵激勵器。而如果應(yīng)用系統(tǒng)的功耗較高，則要用外部電源供電。

作為外設(shè)控制器時，Isp１３６２支持兩個控制端點，還能以全速及低速將多達１４個端點編程為任何四種傳輸類型。

除了通用的USB收發(fā)器，Isp１３６２還集成了計時器及全OTG功能所需要的模擬元件。一個１２mhｚ～４８mhｚ的鎖相環(huán)?pll　使得采用低成本的１２mhｚ晶振成為可能，同時由于采用了低頻率運作模式，也降低了emI。

Isp１３６２還內(nèi)置了一個用于非OTG配置（僅限于主機及外設(shè)）的過流保護電路。當(dāng)Isp１３６２用作主機時，一個片內(nèi)的３．３v到５v電荷激勵器可調(diào)整支持大量外設(shè)所要求的輸出電流。此外，Isp１３６２還提供兩個USB端口。端口１可進行軟件配置，并可用作下行、上行或OTG端口。作為OTG端口，端口１可在主機或外設(shè)模式下工作，并可通過hnp或布線變化來動態(tài)轉(zhuǎn)換角色。端口２只用作下行傳輸。

３ Isp１３６２的引腳功能

圖２是lqfp封裝的Isp１３６２bd的引腳排列，其主要引腳功能如下：

d０～d１５：連接到Isp１３６２內(nèi)部寄存器和緩沖存儲器的１６比特數(shù)據(jù)總線。

rd(引腳２０）：讀信號線。低電平時表示hc／dc驅(qū)動器需要讀相應(yīng)的緩沖存儲器和寄存器。

cs（引腳２１）：片選信號，低電平有效。用于控制hc／dc驅(qū)動器訪問對應(yīng)的緩沖存儲器和寄存器。

wr（引腳２２）：寫信號線。低電平時表示hc／dc驅(qū)動器需要寫數(shù)據(jù)到相應(yīng)的緩沖存儲器和寄存器。

test０（引腳２３）：輸入輸出測試。

dreq１（引腳２４）：dma請求輸出。當(dāng)它有效時，通知dma控制器hc正在請求數(shù)據(jù)傳送。

dreq２（引腳２５）：dma請求輸出。當(dāng)它有效時，通知dma控制器dc正在請求數(shù)據(jù)傳送。

dack１（引腳２８）：dma確認輸入。表明來自hc的dma傳輸請求已經(jīng)被dma控制器確認。

dack２（引腳２９）：dma確認輸入。表明來自dc的dma傳輸請求已經(jīng)被dma控制器確認。

Int１和Int２（引腳３０，３１）：連接到外部微處理器的Irq引腳，使Isp１３６２執(zhí)行中斷服務(wù)程序（Isrs）。

reset（引腳３２）：復(fù)位輸入。

圖3

h suspend（引腳３３）：該引腳為高電平時，主機控制器處于“掛起”狀態(tài)，為低電平時，喚醒主機控制器。

d suspend（引腳３４）：該引腳電平為高時，設(shè)備控制器處于“掛起”狀態(tài)，電平為低時，喚醒設(shè)備控制器。

h－psw１（引腳３５）：和外部pmos開關(guān)相連。當(dāng)引腳電平為低時，打開pmos開關(guān)以為vbus提供下行端口；引腳電平為高時，關(guān)閉pmos開關(guān)。

clkout（引腳３８）：可編程時鐘輸出。默認時鐘頻率為１２mhｚ，變化范圍為３mhｚ～４８mhｚ。

a０（引腳６１）：用于決定控制器處于命令狀態(tài)還是數(shù)據(jù)狀態(tài)；

a１（引腳６２）：用于決定控制器工作于主機還是設(shè)備控制模式：０ 表示處于主機控制（hc）模式；１表示處于設(shè)備控制（dc）模式。

４　應(yīng)用舉例

下面以Isp１３６２開發(fā)的USB主機為例詳細說明Isp１３６２的應(yīng)用。該設(shè)計所采用硬件平臺是mo-torola mcf５２４９c３實驗開發(fā)板，以它作為母板，為USB主機開發(fā)提供rs２３２、bdm接口，并提供８m的sdram及２m的flash rom的編程調(diào)試資源。該設(shè)計采用的軟件平臺是metrowerks codewarrIor，通過對mcf５２４９編程實現(xiàn)對Isp１３６２的控制，從而完成USB主機功能。

４．１ 硬件連接原理圖

圖３所示為Isp１３６２控制芯片與mcf５２４９的硬件連接電路原理圖。

４．２ USB主機軟件流程

整個USB主機軟件流程如圖４所示，軟件部分主要包括USB主機和USB外設(shè)功能模塊。它們既可相互獨立，又可相互調(diào)用，共同完成USB主機的功能。

４．３ mcf５２４９和Isp１３６２底層通信的實現(xiàn)

這是整個USB體系軟件的根基，包括了mcf５２４９對Isp１３６２的讀、寫、設(shè)定地址等操作，主要通過mcf５２４９訪問Isp１３６２的控制寄存器來完成。Isp１３６２的寄存器結(jié)構(gòu)是命令—數(shù)據(jù)寄存器對結(jié)構(gòu)，一個完整的寄存器訪問周期需要在一個命令階段后緊跟一個數(shù)據(jù)階段。命令階段用來告知Isp１３６２將在數(shù)據(jù)階段訪問它的寄存器。在微處理器的１６位數(shù)據(jù)總線上，命令階段占低字節(jié)，高位填零。下面是讀３２位寄存器的程序代碼：

unsIgned long read_reg３２(unsIgned char reg_no)

{

unsIgned Int result_l,result_h;

unsIgned long result;

outport(hc_com, reg_no); ／／命令階段

result_l＝Inport(hc_data); ／／數(shù)據(jù)階段

result_h＝Inport(hc_data); ／／數(shù)據(jù)階段

result ＝ result_h;

result ＝ result＜＜１６;

result ＝ result＋result_l;

return(result);

}

４．４ 主機功能實現(xiàn)

整個程序通過中斷調(diào)度來完成主機功能。USB總線在工作的時候，系統(tǒng)仍然按照特定的時序和協(xié)議規(guī)范運行。如系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)線上的電平變化檢測到USB設(shè)備的接入與移出，接著主機和外設(shè)就按照事先約定的順序執(zhí)行一系列的信息交換, 即：主機重啟外設(shè)→主機給外設(shè)供電→外設(shè)通過缺省的地址０與主機通訊→主機給外設(shè)分配地址→主機請求外設(shè)的一系列功能和設(shè)備描述符。因此, 在c 語言中, 通過順序的編程和中斷的調(diào)度,就可以完成主機系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)的USB活動。

５　結(jié)束語

借助Isp１３６２，開發(fā)商可制造兼容OTG的雙功能產(chǎn)品，實現(xiàn)點到點通信，其中的Isp１３６２不僅可作為主機或傳統(tǒng)外設(shè)使用，還可根據(jù)需要動態(tài)轉(zhuǎn)換主機／外設(shè)角色。Isp１３６２的低功耗特性使其成為小型手持設(shè)備如個人數(shù)字助理（pda）、數(shù)碼相機、mp３播放器及移動電話等的理想選擇，能滿足此類產(chǎn)品對電池使用壽命、產(chǎn)品尺寸的嚴格要求。