USB设计的注意事项(08-100)

通用串行总线(USB)就像在过去20年里无所不在的RS-232串行端口一样正在逐步普及。实际上，现今发售的大部分PC都只有USB端口，而没有串行或并行端口。USB最初是为计算机及其外设而设计的，但是由于便于使用和颇受欢迎，使得其使用范围已经扩展到视频游戏、PDA、MP3播放器和数据记录仪等方面。在进行USB设计时，需要考虑许多特性：是选择低速、全速还是高速传输速率;采用A型还是B型连接器;功耗、兼容性测试以及设备类型选择。什么是新的USB On-The Go(OTG)标准?工程师该从哪里着手?

　　第一步是理解USB的基本原理。USB系统是一种分层的星型配置结构，由一台主控制器和多台直接连接或菊花链型连接的设备组成。每个端口可以且仅可以连接一台设备。但该设备可以是USB集线器，它采用树型结构将单个端口扩展为多个下行端口。菊花链型设备是有限制的：每台控制器允许5级分支，一台主控制器最多可以连接127台设备。因此，计算机可以有多台主控制器。

　　图1 类似于Microchip Technology的PIC18F4550之类的单片机可以将USB集成为一个基本串行接口，这适合于较少连接到个人计算机的嵌入式应用。

　　这些设备可以在系统启动时连接，也可以在系统工作过程中进行热插拔。对于数码相机或便携式音乐播放器之类的设备而言，热插拔是非常方便的，因为这些设备主要是在与计算机断开连接之后使用。在这些情况下，仅在上传或下载信息时才将USB连接到计算机。每次想要将设备连接到计算机或断开与计算机的连接时都要重启系统非常不便。

　　在主控制器和集线器或设备之间建立连接是一个比较简单的过程。USB连接器有三种类型。“A”型连接器用于与主控制器连接(上行连接)，而“B”型连接器用于与设备连接(下行连接)。最后一种连接器为“mini-B”型，它是一款尺寸得到优化的B型连接器。这些连接器各不相同，因此用户不可能混淆和错误连接设备。