USB软硬件的设计. USB硬件的设计.ppt

USB规范讲解及简单设计实例 要进行USB的硬件软件设计就先要了解USB规范，今天简要介绍以下内容 1.usb规范的版本发展 2.使用USB设备的优缺点 3.USB设计所要使用的软硬件资源和具体流程， 4.usb规范内容 5.最后通过一个简单实例介绍一下usb设备设计的概况 1.Usb规范版本 Usb规范的前身是access.bus规范,access.bus规范是由philips和数字设备公司所制定而公开的标准，Access.bus是由I2C synchronics serial bus发展来的 USB规范版本 发表日期 1.0 1996.1.15 1.1 1998.9.23 2.0 2000.4.27 2.1USB的优点 容易使用:系统自动检测,不需重开机,容易连接,不需外加电源 传输速度快:usb支持三种信道速度:低速 1.5Mb/s(鼠标,键盘,游戏机),全速 12Mb/s(电话,音频,麦克风),高速 480Mb/s(影像,储存设备) 价位低 低能耗 稳定性 操作系统支持 外围设备支持 有弹性 usb实施者论坛支持 usb implementers forum,inc.,USB-IF 2.2USB的缺点 缺乏对旧硬件的支持 点对点的通信 速度的限制 usb高速模式480Mb/s可与ieee-1394 400Mb/s匹敌.但ieee-1394b速度达到3.2Gb/s 距离的限制 电缆长度最长5M远 如果要延伸必须通过集线器 最长可以达到30M 需要6条5M长电缆 需要5个集线器 硬件的错误和故障 协议的复杂性 版权费 3.USB开发准备 所需组件 支持usb的主机 主机上的设备驱动程序 设备上的软硬件 主机应用程序软件 开发工具 一个汇编或C语言编译器(keil c51) 一个监视程序,协议分析器 帮助开发固件 一个烧录设备和烧录程序(top851) 一个主机上的程序语言和开发环境,来编写调试主机软件(VC++) 4.Usb协议概述 4.1一些概念 包标识符PID:USB包的同步字段后都紧跟着包标识符（PID）。如图8-1所示，包标识符由4位的包类型字段和其后的4位的校验字段构成。包标识符指出了包的类型，并由此隐含地指出了包的格式和包上所用错误检测的类型。 标记包: 图8-5显示了标记包的字段格式。标记由PID，ADDR和ENDP构成，其中PID指定了包是输入，输出还是建立类型。对于输出和建立事务，地址和端口字段唯一地确定了接下来将收到数据包的端口。对于输入事务的，这些字段唯一地确定了哪个端口应该传送数据包。只有主机能发出标记包。输入PID定义了从功能部件到主机的数据事务。输出和建立PID定义了从主机到功能部件的数据事务。 标记包包括了覆盖地址和端口字段的5位CRC。CRC并不覆盖PID,因为它有自己的校验字段。 传输:制造与携带一个通信要求的过程 每一个传输包含一笔或多笔事物,而每一笔事物包含一个,两个或是三个信息包,每个信息包包含一个信息包标识符,CRC校验位,以及额外的信息.每一笔事物包含一个令牌信息包,并且可能包含一个数据信息包或联络信息包. 帧开始（SOF,Start-of-Frame）包 主机以每1.00 ms ±0.0005 ms一次的额定速率发出帧开始（SOF）包。如图8-6中所示，SOF包是由指示包类型的PID和其后的11位的帧号字段构成。 SOF标记组成了仅有标记的(token-only)事务，它以相对于每帧的开始精确计算的时间间隔发送SOF记号（Marker）和伴随的帧数。包括集线器的所有全速功能部件都可收到SOF包。SOF标记不会使得接收功能部件产生返回包；因此，不能保证向任何给定的功能部件发送的SOF都能被收到。 数据包: 数据包由PID，包括至少0个字节数据的数据区和CRC构成。有2种类型的数据包，根据不同的PID：DATA0和DATA1来识别。2种数据包PID是为了支持数据切换同步（Data Toggle Synchronization）而定义的。 数据必须以整数的字节数发出。数据CRC仅通过对包中的数据字段计算而得到，而不包括PID，它有自己的校验字段。 4.2 控制传输: Usb包括四种传输类型:控制传输,中断传输,批量传输,实时传输,主机使用控制传