USBN9604及其在USB接口设计中的应用

1、usbn9604及其在usb接口设计中的应用1引言通用串行是近年兴起的一种通信方式。usb协议11版规定了低速(15mbs)和全速(12mbs)两种速率，目前大部分usb器件支持该协议。2000年usb20白皮书出台后，其速度最高可达480mbs。该总线是由compaq、intel、microsoft、nec四公司共同提出，并得到了众多厂商的支持。usb接口具有安装便利、高速、灵便、低成本、易扩展，支持热插拔等优点，已经逐渐成为现代数据传输的进展趋势。2 usbn9604usbn9604是nationalsemiconductor公司设计生产的一款较新型的专用usb通信控制芯片，是us-bn9

2、602的改进产品，同时在时钟产生的复位机制上又较usbn9603有所改进。usbn9604支持全速传输，可满足usbl0和11协议。它具有8位并行接口，可支持dma、microwireplus。图1是us-bn9604的结构框图。其主要特点如下：工作频率为48mhz，但外部只需接24mhz晶振，由于芯片内部有倍频电路，因而可得到48mhz时钟。可由编程时钟发生器编程产生不同的频率时钟，以作为外部器件(如cpu)的时钟信号。带有串行引擎接口(s)，可实现usb物理层和信号层协议的转换，主要有crc校验产生、pid校验产生、位填充解除填充、地址识别、握手评估产生、并串转换等。带有7个端点的usb功

3、能控制器，每个端点对应一个fifo。其中端点0是双向控制端点(fifo 8字节深)，另有3个发送端点：epl(16)、ep3(16)和ep5(64)以及3个接收端点ep2(16)、ep4(16)和ep6(64)。usbn9604内部有64个映射到内存的寄存器，主要有主控制寄存器(mcntrl)、时钟配置寄存器(cconf)、主大事寄存器(maev)、转换大事寄存器av)、接收发送大事寄存器(rxev、txev)以及各端点的控制寄存器和收发数据及状态寄存器等。固件的大部分功能就是完成对此寄存器组的读写，实现对接口的配置、接口状态的转换以及数据在外设和计算机之间的传输等。3 usb接口的硬件实现5

4、1与usbn9604的并行衔接有两种方式，即非复用方式和复用方式。它们可通过设置引脚mode0、model来挑选。在非复用方式时，可用控制引脚cs、rd、wr、地址引脚a0和双向数据线d7：0实现相应的地址读写。而在复用方式时，则用法控制引脚cs、rd、wr、地址锁存信号ale和双向数据线d7：01实现其地址读写。本设计采纳复用方式举行数据交换。图2所示是89c和usbn9604的接口电路，该电路由一片89c51单片机、usbn9604、时钟振荡电路以及相应的外围电路组成。其中usbn9604通过外部中断int0与89c51单片机举行通信。4 usb接口的软件实现设备固件是设备运行的核心，可采

5、纳设计。其主要功能是控制usbn9604接受并处理usb驱动程序的哀求(如各种标准哀求)、接收_k传数据。当主程序完成cpu和usbn9604的初始化后，可用while循环等待外部中断。中断处理程序可在给出中断人口后跳出中断。全部的usb事物处理都在函数usb-isr中完成。图3所示是usb-isr程序框图。在usb-isr中，通过程序可读取usbn9604中的主大事寄存器(maev)，并推断中断缘由，包括收发大事的发生、总线状态的转变以及握手信号的产生等，同时可按照不同缘由进入相应函数。另外也可通过函数详细实现各种usb标准的哀求、端点0的接收和发送以及其它端点的收发和总线状态的转变等。5

6、设备驱动程序目前较流行的驱动程序编写软件主要有ddk、vtoolsd和windriver等，其中windfiver相对照较容易，并可满足开发usb驱动的需要。利用它开发设备驱动程序不需要认识操作系统的内核，同时囫囵驱动程序中的全部函数都工作在用户模式下，因而可通过与windriver的vxd或sys文件交互达到驱动硬件的目的。51windriver的主要特征windriver编程软件具有以下特点：提供有从用户层挺直拜访硬件的办法；无需ddk以及核心态驱动程序的开发阅历；支持io、dma、中断处理，同时支持pci、isa、usb、pcmcia的开发；对于性能要求特殊苛刻的部分，windriver提供的apl可插入到核心态模式中运行，从而提高执行效率；可利用频繁的软件开发平台(visualc+、borlandc+、delphi等)。52开发步骤利用windriver开发驱动程序有两种办法，分离介绍如下：第一种是利用windriver自带的windriverwizard来分析用户开发的插卡，看其能否象设计的那样正常工作，然后自动生成驱动程序的框架代码，接着再修改代码并加入定制功能，同时在用户态执行和调试代码并将性能要求苛刻的部分插入到核心态。其次种则挺直应用w