USBHUB控制芯片解决专项方案.docx

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USBHUB控制芯片解决专项方案

USBHUB控制芯片解决方案

Author：

etzzy

除了普遍PC端应用以外，当前USB也逐渐走向嵌入式市场，例如说手机、PMP、PDA、打印机、视讯转换盒、电视盒、家用型NAS服务器等等，由于这一类应用中，普通硬件自身都内建了某种规模操作系统，因而也具备了限度不等独立作业能力，在这些装置上USB架构，除了普通作为与PC平台作为连结之用以外，也具备了USB主控端功能，也就是咱们常说USBOTG。

当前普通USB控制芯片已经非常便宜，每家厂商都以冲量为主，单一芯片利润非常微薄，少数具备较高阶应用芯片产品，如具备高阶制程或者是OTG应用架构，方有较高利润。

面对多如过江之鲫应用。

PC主机上内建USB连接埠相对显得捉襟见肘，经常面临不够用状况，因而普通来说，大多会以运用USBHUB方式来进行扩充，因而USBHUB也就成了市面上最为普遍USB装置之一。

但是以HUB方式扩充，是采用串行单一连接埠分享方式，因而不但频宽会被分享，连USB连接埠上供电也会晤临同样状况，因而USBHUB大多也会设计独立供电方式，以因应具备较大电源需求周边。

而采用不同控制芯片产品，在校能与稳定度体现上也也许会有所不同，

而在建置一整套单芯片USBOTG控制器时，设计者更必要考虑要支持哪些接口，由于支持接口必要兼容于现今市面上大多数主控端CPU。

例如具备支持直接内存存取（DMA）原生CPU接口，就能藉此支持大多数ARM、MIPS、以及各种精简指令集（RISC）解决器。

某些主控端CPU厂商也会针对这些USBOTG控制器推出参照设计方案。

至于涉及照相手机在内可携式行动装置，其储存容量不断增长，因而USB所需传播流量亦随之不断成长，依此趋势，USBOTG控制芯片不但规定更快，为了行动便利性，也必须要具备更低功耗体现。

在基于PC系统中，USB作业普通需要三种组件，分别是普通作为PCI总线子系统主机控制器、USB堆栈以及USB类驱动器。

主机控制器是整合主板芯片组一某些，USB堆栈则包括主板芯片及通用主机控制器接口（UCHI）和开放主机控制器接口（OHCI）驱动程序以及USB驱动程序（usbd.sys），在PC上要实做这些技术话，就必要透过以上方式。

至于在在嵌入式USB系统中，其重要构成某些与PC系统类似，如嵌入式主机控制器芯片、内建OHCI堆栈实时操作系统（RTOS）以及专用驱动程序这几种部件。

过去开发者开发单芯片微控制器或传感器时，大多采用RS-232连结开发平台进行开发。

RS-232在测试与量测应用中，依然是相称普遍通讯合同，这是由于许多任务控计算机或嵌入式设备大多都承袭旧有计算机架构之故。

这个接口广受许多仪器支持，并且经惯用于DUT（待测装置）诊断或控制埠。

RS-232仪器通讯接口重要长处是成本较低，并且普遍存在于PC和旧型仪器中。

但是缓慢速度、不一致实作方式、以及有限通讯和搜寻能力，则是它最大缺陷。

当旧型仪器和设备逐渐被裁减之后，USB终将取代RS232而成为普通使用者和研发工程师所能使用接口。

但是相较起RS-232，进行实务操作工程师想要使用USB接口时，仍需要额外专业知识与需求，大多数嵌入式系统工程师对位、定期器、输入／输出（I/O）与模仿到数字转换器（ADC）技术内容都相称熟悉，但是对DLL、组件规格、Windows驱动程序，及遵守USB.org注册授权与互通性准则等方面，都面临着限度不等困扰。

■德州仪器TUSB3210

•MultiproductSupportWithOneCodeandOneChip（upto16ProductsWithOneChip）

•FullyCompliantWithUSB2.0Full-Speed

•Supports12Mbits/sUSBDataRate（FullSpeed）

•SupportsUSBSuspend/ResumeandRemoteWake-upOperation

•Integrated8052Microcontroller

•Four8052GPIOPorts，Ports0,1，2，and3

•MasterI2CControllerforExternalSlaveDeviceAccess

•WatchdogTimer

•OperatesFroma12MHzCrystal

•On-ChipPLLGenerates48MHz

•Power-DownMode

■AlcorMicroAU9254

•FullycompliantwiththeUniversalSerialBusSpecification，version1.1

•USBhubdesigniscompliantwithUniversalSerialBusHubSpecification，revision1.1

•SinglechipintegratedUSBhubcontrollerwithembeddedproprietaryprocessor

•Supportsfourbus-powered/self-powereddownstreamports

•Built-in3.3vvoltageregulatorallowssingle+5Voperatingvoltage，resultinginreducedoverallsystemcost

•Runsat12Mhzfrequency

•28pinSSOPpackage，bothnormalsize（bodysize209mil）andsmallersize（bodysize150mil）areavailable

■WinbondW81E381D

•FullcompliancewiththeUSBSpecificationv2.0

•SupportUSBSuspendandResumeoperationforpower-downstandby

•SupportMicrosoftWindowsSmartNetworkKey（WSNK）features

•SupportUSBremotewakeupfunction

•Embedded8052MCU

•Internalgenerated12MHzclockfor8052use

•Flashsupport512byteeraseblock

•InternalPLLfirUSBandSCrequirement

•USBinterruptusesEX0andSmart-cardinterruptuseEX1

■ProfilicPL-25A1

•FullcompliancewiththeUSBSpecificationv2.0

•On-chipUSB2.0Phy

•SupportbothPeertoPeerandNetworkfunctions

•TransferdataandshareresourcesbetweentwoormorePCswithspeedupto480Mbps

•RemoteNDISspecificationcompliant（Fornetworkfunctiononly）

•EmbeddedTurbo8032micro-controller

•SupportsUSBFull/HighSpeedControl/Interrupt/BulkEndpointsTransfer

•On-Chip3.3V∼2.5Vregulatorforinternalcircuit

•Dualdatabuffersupportingtwo-waydatatransfer

•SupportsSuspend，ResumeandRemotewake-uppowermanagementfeatures

•SupportsexternalserialEEPROMtocustomizevender/productrelatedinformation

•SupportsLEDindicatorforconnectionandtransferstatus

•SupportexternalcustomizedprogramROMvia100-pinLQFPpackage

•BuspoweredfromeitherUSBport

•Nogluelogicneeded–canbeembeddedinsmallspaces

•64/100PinsLQFPpackages

■GENESYSGL850G

•ComplianttoUSBspecificationRevision2.0

•On-chip8-bitRISCmicro-processor

•SingleTransactionTranslator（STT）

•IntegrateUSB2.0transceiver

•Eachdownstreamportsupportstwo-colorstatusindicator，withautomaticandmanualmodescomplianttoUSBspecificationRevision2.0

•Built-inupstream1.5KΩpull-upanddownstream15KΩpull-down

•EmbedserialresisterforUSBsignals

•Automaticswitchingbetweenself-poweredandbus-poweredmodes

•PLLembeddedwithexternal12MHzcrystal

•Improveoutputdriverswithslew-ratecontrolforEMIreduction

•Internalpower-faildetectionforESDrecovery

■NECμPD72F1-DN2

•ComplaintwithUSB2.0specification（Maximumdatatransferringrate：

480Mbps）

•USB2.0certified（TestID=40000822）

•High（480Mbps）／Full（12Mbps）Speedsupportandswitchautomatically

•EasytodesignNECElectronicsASIC

•GenericUSB2.0DeviceController

•TwoBulkEnd-pointsandOneInterruptEnd-point

•PerformedDataLocalBusindependentfromCPUbus（MaximumDataTransferringrate：

21MBpswithDMAmode）

•SelectablethreeCPUBusInterface

■NXPISP1521

•UniversalSerialBusSpecificationRev.2.0

•AdvancedConfigurationandPowerInterface（ACPI），OnNowandUSBpowermanagementrequirements

•Self-poweredcapability

•USBsuspendmodesupport

•Configurablenumberofports

•InternalPower-OnReset（POR）andlowvoltageresetcircuit

•Portstatusindicators

•Built-inovercurrentdetectioncircuit

•VisualUSBtrafficmonitoring（GoodLink）fortheupstreamfacingport

•Uses12MHzcrystaloscillatorwithon-chipPhase-LockedLoop（PLL）forlowElectroMagneticInterference（EMI）