USB設計的注意事項(08-100)

　　通用串行總線(USB)就像在過去20年里無所不在的RS-232串行端口一樣正在逐步普及。實際上，現今發售的大部分PC都只有USB端口，而沒有串行或并行端口。USB最初是為計算機及其外設而設計的，但是由于便于使用和頗受歡迎，使得其使用范圍已經擴展到視頻游戲、PDA、MP3播放器和數據記錄儀等方面。在進行USB設計時，需要考慮許多特性：是選擇低速、全速還是高速傳輸速率;采用A型還是B型連接器;功耗、兼容性測試以及設備類型選擇。什么是新的USB On-The Go(OTG)標準?工程師該從哪里著手?

　　第一步是理解USB的基本原理。USB系統是一種分層的星型配置結構，由一臺主控制器和多臺直接連接或菊花鏈型連接的設備組成。每個端口可以且僅可以連接一臺設備。但該設備可以是USB集線器，它采用樹型結構將單個端口擴展為多個下行端口。菊花鏈型設備是有限制的：每臺控制器允許5級分支，一臺主控制器最多可以連接127臺設備。因此，計算機可以有多臺主控制器。

　　圖1 類似于Microchip Technology的PIC18F4550之類的單片機可以將USB集成為一個基本串行接口，這適合于較少連接到個人計算機的嵌入式應用。

　　這些設備可以在系統啟動時連接，也可以在系統工作過程中進行熱插拔。對于數碼相機或便攜式音樂播放器之類的設備而言，熱插拔是非常方便的，因為這些設備主要是在與計算機斷開連接之后使用。在這些情況下，僅在上傳或下載信息時才將USB連接到計算機。每次想要將設備連接到計算機或斷開與計算機的連接時都要重啟系統非常不便。

　　在主控制器和集線器或設備之間建立連接是一個比較簡單的過程。USB連接器有三種類型。“A”型連接器用于與主控制器連接(上行連接)，而“B”型連接器用于與設備連接(下行連接)。最后一種連接器為“mini-B”型，它是一款尺寸得到優化的B型連接器。這些連接器各不相同，因此用戶不可能混淆和錯誤連接設備。