嵌入式USB主機擴展應(yīng)用
移動數(shù)據(jù)交換和存儲,是近年來IT行業(yè)的熱點。如今,各式各樣的移動存儲有如雨后春筍般出現(xiàn)。從最早的存儲量為幾K、能存儲用戶個人信息的USB小鑰匙,到容量可與PC硬盤媲美的USB活動硬盤,再到以Flash作為存儲介質(zhì)的真正能夠“移動”起來的USB閃盤和優(yōu)盤,直到今天大量的PC外設(shè)和多媒體家電中大量使用的數(shù)據(jù)存儲器……可見,數(shù)據(jù)交換的可移動性和便捷性是整個數(shù)字化時代大廈的根基。移動數(shù)據(jù)交換刺激了IT業(yè)的發(fā)展,便利了人們的生活。
與此同時,我們還應(yīng)注意到這樣一個問題:移動數(shù)據(jù)交換業(yè),是伴隨著通用串行總線(UniversalSerialBus,簡稱為USB)的成熟而興起的。USB既是數(shù)據(jù)交換的媒介,又是其核心??梢赃@樣說,沒有USB,就不會有移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如此迅猛地發(fā)展。
2為什么要開發(fā)嵌入式的USB主機?
從USB問世,到協(xié)議規(guī)范2.0版本,USB在不斷自我完善,并走向成熟。從普通計算機用戶,計算機工程師,到硬件芯片生產(chǎn)廠商,都已經(jīng)完全認可了USB。廠商對于USB的硬件和軟件支持的也越來越完備,現(xiàn)在開發(fā)一 個USB外設(shè)產(chǎn)品,所需要投入的成本和時間大大降低了,幾年前是沒有辦法做到這一點的。但是,隨著USB應(yīng)用領(lǐng)域的逐漸擴大,人們對于USB的期望也越來越高,希望USB能應(yīng)用在各種計算機領(lǐng)域中,尤其是在移動數(shù)據(jù)領(lǐng)域中,希望能通過PDA等移動設(shè)備直接和USB外設(shè)通信,使得USB能應(yīng)用在沒有PC的領(lǐng)域中。
非PC應(yīng)用領(lǐng)域?
這正是USB一個致命的弱點。USB的拓撲結(jié)構(gòu)中居于核心地位的是Host(也稱為主機),任何一次USB的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機來發(fā)起和控制,所有的USB外設(shè)都只能和主機建立連接,任何兩個外設(shè)之間或是兩個主機之間無法直接通信。而目前,大量的扮演主機角色的是個人電腦PC。因此,我們目前所買到和使用的USB移動設(shè)備,都是USB的外設(shè)(device),比如USB的移動硬盤、比如USB接口的數(shù)碼相機等等。所有這些設(shè)備都只能在PC上使用,只能通過PC來進行相互的文件和數(shù)據(jù)交換。沒有了PC,這些設(shè)備就“失靈”了(指數(shù)據(jù)交換的功能)。
因此,“如何將USB應(yīng)用到嵌入式領(lǐng)域?如何實現(xiàn)USB點對點的通信?”等問題,開始進入了USB開發(fā)者的討論議程。正是在這種新的需求之下,USB主機的嵌入式應(yīng)用成了USB領(lǐng)域新的興奮點。
正是在這種背景下,業(yè)界和用戶的需求呼喚USB主機實現(xiàn)嵌入式化,也就是開發(fā)和設(shè)計嵌入式的USB主機。
3嵌入式USB主機在數(shù)據(jù)存儲和交換中的應(yīng)用
我們來看一幅圖,如圖1所示,這里有3個我們?nèi)粘I钪锌赡芘龅降膱鼍埃?BR>
●朋友的移動硬盤上有一些好聽得MP3歌曲,我想直接通過我的MP3播放器拷貝過來;
●想換掉手機,買個PDA,手機里的電話本想直接復(fù)制到PDA中;
●出門在外,用數(shù)碼相機照了很多漂亮的風景,想在身邊的打印機上直接打印出來;
……
圖 1
這樣的場景我們可能早已夢想著能夠?qū)崿F(xiàn)。圖中的每一個設(shè)備都是一個USB的外設(shè),現(xiàn)在的技術(shù)條件下,我們只能通過PC作為數(shù)碼文件的“交換器”。比如第3中場景,我們首先是把數(shù)碼相機連接到PC上,并且安裝相應(yīng)的驅(qū)動程序和用戶界面,把數(shù)碼相機存儲盤上的內(nèi)容復(fù)制到PC硬盤上。然后,把USB打印機連接到PC。最后,再把照片打印出來。整個過程,很是復(fù)雜,更是不方便。
因此,有了嵌入式的USB主機,那么圖1所示的場景將不再是夢想!這里,需要做的就是在MP3播放器、數(shù)碼相機里嵌入USB主機模塊,使其由傳統(tǒng)的USB外設(shè)成為USB主機,這樣,這些嵌入式的主機就可以直接和移動硬盤、打印機等USB的外設(shè)連接,實現(xiàn)特定的功能。那么,而當我們需要再次把數(shù)碼相機等連接到PC上時,就需要讓其恢復(fù)USB外設(shè)的功能。
可以預(yù)見,嵌入式USB主機最大的市場和增長點在于移動家電,比如PDA與USB記憶棒傳遞數(shù)據(jù)、MP3之間傳遞歌曲、數(shù)碼相機連接打印機。因此,具有很強的應(yīng)用背景和市場前景。
4以嵌入式USB主機作為核心的USBOn-The-Go
USBOn-The-Go,顧名思義,是USB應(yīng)用在便攜式移動設(shè)備領(lǐng)域中,因此,我們姑且將其翻譯為“便攜式USB”(或者“移動USB”),簡記成USBOTG。符合USBOTG的設(shè)備完全拋開了PC,既可以作為Host,也可以作為外設(shè),而與另一個OTG設(shè)備直接實現(xiàn)點對點(PeartoPear)通信。因此,這類OTG設(shè)備也被稱為是雙角色設(shè)備(Dual-RoleDevice,簡稱為DRD),并能夠根據(jù)接入設(shè)備的特性和數(shù)據(jù)傳輸過程中的情況,自動切換為Host或是外設(shè)。
可見,USBOTG正是符合了圖1所示的場景需求
我們注意到,USB
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