USBHUB控制芯片解決方案

1、USB HUB控制芯片解決方案Author: etzzy除了普遍的PC端應(yīng)用以外，目前USB也逐漸走向嵌入式市場(chǎng)，比如說(shuō)手機(jī)、PMP、PDA、打印機(jī)、視訊轉(zhuǎn)換盒、電視盒、家用型NAS服務(wù)器等等，由于這一類應(yīng)用中，通常硬件本身都內(nèi)建了某種規(guī)模的操作系統(tǒng)，因此也具備了程度不等的獨(dú)立作業(yè)能力，在這些裝置上的USB架構(gòu)，除了一般作為與PC平臺(tái)作為連結(jié)之用以外，也具備了USB主控端功能，也就是我們常說(shuō)的USB OTG。目前普通的USB控制芯片已經(jīng)非常的廉價(jià)，每家廠商都以沖量為主，單一芯片的利潤(rùn)非常微薄，少數(shù)具備較高階應(yīng)用的芯片產(chǎn)品，如具備高階制程或者是OTG應(yīng)用的架構(gòu)，方有較高的利潤(rùn)。面對(duì)多如過(guò)江之鯽的

2、應(yīng)用。PC主機(jī)上內(nèi)建的USB連接埠相對(duì)顯得捉襟見肘，常常面臨不夠用的狀況，因此一般來(lái)說(shuō)，大多會(huì)以利用USB HUB的方式來(lái)進(jìn)行擴(kuò)充，因此USB HUB也就成了市面上最為普遍的USB裝置之一。不過(guò)以HUB的方式擴(kuò)充，是采用串行單一連接埠的分享方式，因此不僅頻寬會(huì)被分享，連USB連接埠上的供電也會(huì)面臨同樣的狀況，因此USBHUB大多也會(huì)設(shè)計(jì)獨(dú)立的供電方式，以因應(yīng)具備較大電源需求的周邊。而采用不同的控制芯片的產(chǎn)品，在校能與穩(wěn)定度表現(xiàn)上也可能會(huì)有所不同， 而在建置一整套單芯片USB OTG控制器時(shí)，設(shè)計(jì)者更必須考慮要支持哪些接口，由于支持的接口必須兼容于現(xiàn)今市面上大多數(shù)主控端CPU。例如具備支持直接內(nèi)

3、存存?。―MA）的原生CPU接口，就能藉此支持大多數(shù)ARM、MIPS、以及各種精簡(jiǎn)指令集（RISC）處理器。某些主控端CPU廠商也會(huì)針對(duì)這些USB OTG控制器推出參考設(shè)計(jì)方案。至于包括照相手機(jī)在內(nèi)的可攜式行動(dòng)裝置，其儲(chǔ)存容量不斷的增加，因此USB所需傳輸?shù)牧髁恳嚯S之不斷成長(zhǎng)，依此趨勢(shì)，USB OTG控制芯片不但要求更快，為了行動(dòng)便利性，也必需要具備更低的功耗表現(xiàn)。 在基于PC的系統(tǒng)中，USB作業(yè)一般需要三種組件，分別是通常作為PCI總線子系統(tǒng)的主機(jī)控制器、USB堆棧以及USB類驅(qū)動(dòng)器。主機(jī)控制器是整合主板芯片組的一部分，USB堆棧則包含主板芯片及通用主機(jī)控制器接口（UCHI）和開放主機(jī)控制器

4、接口（OHCI）驅(qū)動(dòng)程序以及USB驅(qū)動(dòng)程序（usbd.sys），在PC上要實(shí)做這些技術(shù)的話，就必須透過(guò)以上的方式。至于在在嵌入式USB系統(tǒng)中，其主要組成部分與PC系統(tǒng)類似，如嵌入式主機(jī)控制器芯片、內(nèi)建OHCI堆棧的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）以及專用驅(qū)動(dòng)程序這幾個(gè)部件。 過(guò)去開發(fā)者開發(fā)單芯片微控制器或傳感器時(shí)，大多采用RS-232連結(jié)開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)。RS-232在測(cè)試與量測(cè)應(yīng)用中，仍然是相當(dāng)普遍的通訊協(xié)議，這是由于許多任務(wù)控計(jì)算機(jī)或嵌入式設(shè)備大多都承襲舊有計(jì)算機(jī)架構(gòu)之故。這個(gè)接口廣受許多儀器的支持，并且經(jīng)常用于DUT（待測(cè)裝置）的診斷或控制埠。RS-232儀器通訊接口的主要優(yōu)點(diǎn)是成本較低，而且普

5、遍存在于 PC 和舊型儀器中。不過(guò)緩慢的速度、不一致的實(shí)作方式、以及有限的通訊和搜尋能力，則是它最大的缺點(diǎn)。 當(dāng)舊型的儀器和設(shè)備逐漸被淘汰之后，USB終將取代RS232而成為一般使用者和研發(fā)工程師所能使用的接口。但是相較起RS-232，進(jìn)行實(shí)務(wù)操作的工程師想要使用USB接口時(shí)，仍需要額外的專業(yè)知識(shí)與需求，大多數(shù)的嵌入式系統(tǒng)工程師對(duì)位、定時(shí)器、輸入輸出（I/O）與模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）的技術(shù)內(nèi)容都相當(dāng)熟悉，不過(guò)對(duì)DLL、組件規(guī)格、Windows驅(qū)動(dòng)程序，及遵守USB.org的注冊(cè)授權(quán)與互通性準(zhǔn)則等方面，都面臨著程度不等的困擾。 德州儀器 TUSB3210 Multiproduct Suppo

6、rt With One Code and One Chip（up to 16 Products With One Chip）Fully Compliant With USB2.0 Full-SpeedSupports 12Mbits/s USB Data Rate（Full Speed）Supports USB Suspend/Resume and Remote Wake-up OperationIntegrated 8052 Microcontroller Four 8052 GPIO Ports, Ports 0,1, 2, and 3Master I2C Controller for E

7、xternal Slave Device AccessWatchdog TimerOperates From a 12MHz CrystalOn-Chip PLL Generates 48MHzPower-Down Mode Alcor Micro AU9254 Fully compliant with the Universal Serial Bus Specification, version 1.1USB hub design is compliant with Universal Serial Bus Hub Specification, revision 1.1 Single chi

8、p integrated USB hub controller with embedded proprietary processor Supports four bus-powered/self-powered downstream portsBuilt-in 3.3v voltage regulator allows single +5V operating voltage, resulting in reduced overall system costRuns at 12Mhz frequency28pin SSOP package, both normal size（body siz

9、e 209mil）and smaller size（body size 150mil）are available Winbond W81E381D Full compliance with the USB Specification v2.0Support USB Suspend and Resume operation for power-down standbySupport Microsoft Windows Smart Network Key（WSNK）featuresSupport USB remote wake up functionEmbedded 8052 MCUInterna

10、l generated 12MHz clock for 8052 useFlash support 512byte erase blockInternal PLL fir USB and SC requirementUSB interrupt uses EX0 and Smart-card interrupt use EX1 Profilic PL-25A1 Full compliance with the USB Specification v2.0On-chip USB2.0 PhySupport both Peer to Peer and Network functionsTransfe

11、r data and share resources between two or more PCs with speed up to 480Mbps Remote NDIS specification compliant（For network function only）Embedded Turbo 8032 micro-controllerSupports USB Full/High Speed Control/Interrupt/Bulk Endpoints TransferOn-Chip 3.3V2.5V regulator for internal circuitDual data

12、 buffer supporting two-way data transferSupports Suspend, Resume and Remote wake-up power management featuresSupports external serial EEPROM to customize vender/product related informationSupports LED indicator for connection and transfer statusSupport external customized program ROM via 100-pin LQF

13、P packageBus powered from either USB portNo glue logic needed can be embedded in small spaces64/100 Pins LQFP packages GENESYS GL850G Compliant to USB specification Revision 2.0On-chip 8-bit RISC micro-processorSingle Transaction Translator（STT）Integrate USB 2.0 transceiverEach downstream port suppo

14、rts two-color status indicator, with automatic and manual modes compliant to USB specification Revision 2.0Built-in upstream 1.5K pull-up and downstream 15K pull-downEmbed serial resister for USB signalsAutomatic switching between self-powered and bus-powered modesPLL embedded with external 12MHz cr

15、ystalImprove output drivers with slew-rate control for EMI reductionInternal power-fail detection for ESD recovery NEC PD720122F1-DN2 Complaint with USB2.0 specification（Maximum data transferring rate：480Mbps）USB2.0 certified（TestID=40000822）High（480Mbps）Full（12Mbps）Speed support and switch automati

16、callyEasy to design NEC Electronics ASICGeneric USB2.0 Device ControllerTwo Bulk End-points and One Interrupt End-pointPerformed Data Local Bus independent from CPU bus（Maximum Data Transferring rate：21MBps with DMA mode）Selectable three CPU Bus Interface NXP ISP 1521 Universal Serial Bus Specification Rev. 2.0Advanced Configuration and Power Interface（ACPI）, OnNow and USB power management requirementsSelf-powered capability USB suspend mode support Configurable number of ports Internal Power-On Reset（POR）and