基于ISP1760的USB主机系统设计.pdfVIP

全国第：墨嚣主署曩篆理联合学术A议舣集 2，5 5．15基于ISPl760的USB主机系统设计 同瑛董金明 北京航空航天大学电子信息工程学院 XC3S1000FPGA，通过ISPl760芯片实现了与外部设备之间的高速数据传输． 的Spartan-3 关键词：USBFPGAISPl760 通用串行总线(USB)是一种新兴的计算机外围串行通信接口标准，它克服传统计算机外设接口的缺陷， HUB进 Play)、扩展方便(通过USB 数据传输速度达到480Mbps，而且具有热插拔、即插即用PnP(PlugAnd 据通信层三个层次，开发者如果自己设计这三个层次的软硬件，难度较大。目前很多厂商提供了多种类型、 集成有USB协议微处理器的USB芯片。根据实际开发项目的要求及设计的重点选择合适的USB控制器芯片， 可以简化设计的复杂性，有更多的时间和精力来开发其他功能接口。 一、系统设计原理 如图1所示，该系统主要由以下部分构成： 数据 I} USB 1÷机挖 输入， ／^—————^ ／^—————^ ISP 设备 储 制器 、、r——一 、、，—-—--·一 1760 输出 器 输入／输出的数据先在存储器区域缓存，存储器可根据需要选择FIFO、SDRAM等，在本设计中使用的 此时如果有设备插入，主机检测到端口连接状态改变后，通过枚举设备建立起数据传输通道，就可以开始与 设备进行通信。 二、芯片介绍 一、·险厅，r缁 Philips 计中使用的ISPl760为高速USB主机控制器，支持数据传送速率达到480Mbps。它具备功率优化的架构， 从而达到在操作和悬挂模式下低功耗。而其混合功率降低模式更使USB设备可从USB缆线和系统供电，使 便携设备中的Ic功耗降低了40％以上。 ISPl760内部集成了一个增强型主机控制器接口(EnhancedHostControllerInterface)、一个事务处理 转换器(Transaction 线器(hub)模块是芯片的主要构成部分。其中，EHCI模块包含有根集线器(RootHub)这一内部端口， 2．0 与之相连的是内部集线器(InternalHub)，也就是内含TT的USBhub模块。在芯片初始化配置和使用 hub(把internal 过程中，必须完成使能roothub和枚举internal 正常工作。 216 5．通信导航测控技术 ‘已豳 图2 ISPl760内部结构 之间进行传输。这里需要对PTD加以详细介绍。 Transfer USB控制器芯片的一个核心概念，在 PTD(PhilipsDescriptor，飞利浦传输描述符)是Philips 输进度、传输类型、封包最大宽度、令牌类型、设备地址、传输端点、待传送数据长度等。而Payload(数 据载荷)区域则是与PTD相对应的，每个PTD表征的将要进行传输的数据就存放或将要被存放(视数据传 传输是否完成、传输了多少字节、传输中发生了什么错误等信息。 ISPl760还具有灵活的中断处理方案，能够最大程度减小功耗的电源管理方案，过流检测及