简化USB设计
USB接口通信(驱动)的设计与实现
引言WDM是“Windows驱动程序模型”的简称，即“Windows Driver Model”。
实际上它是一系列集成在操作系统之中的常规系统服务集，用于简化硬件驱动程序的编写，并保证它们在Windows 98/Me/2000中的二进制兼容，WDM（Windows Driver Model）模型是从WinNT3.51和WinNT4的内核模式设备驱动程序发展而来的。
WDM主要的变化是增加了对即插即用、电源管理、Windows Management Interface(WMI)、设备接口的支持。
WDM模型的主要目标，是实现能够跨平台使用、更安全、更灵活、编制更简单的Windows 设备驱动程序。
WDM采用了“基于对象”的技术，建立了一个分层的驱动程序结构。
WDM 首先在Windows98中实现，在Windows2000中得到了进一步的完善，并在后续开发的Windows操作系统中都将存在，比如Windows Me和Windows XP。
微软在通过WDM 模型的引入，希望减轻设备驱动程序的开发难度和周期，逐渐规范设备驱动程序的开发，应该说，WDM将成为以后设备驱动程序的主流。
USB技术的全称是通用串行总线，是英文Universal Serial Bus的缩写。
它是一种应用在PC领域的新型接口技术，虽然USB2.0已经被广泛应用，但是初始的Windows 2000是支持USB1.0协议的，如果希望支持USB2.0协议，需要在微软网站上下载升级包。
实际上，对于键盘或者鼠标来说，传输的速度非常小，使用USB1.0或者是USB2.0的区别并不大。
闪存盘之类的存储设备，则需要重视传输速度。
USB1.0版本主要应用在鼠标，键盘等HID设备上，这就是本驱动程序中引用的头文件版本是USB1.0的原因。
本毕业设计的目的是希望对Windows 2000操作系统体系结构和驱动程序开发以及调试等方面的问题有一个比较深入的了解，对USB协议和USB体系有做一个比较深入的了解。
ORICO奥睿科4口USB3.0高速HUBM3H4评测 一款非常出色的桌面型USB3.0 HUB
ORICO 奥睿科4 口USB3.0 高速HUBM3H4 评测一款非常出色的桌面型USB3.0 HUB
ORICO（奥睿科）是大家所熟知的IT 及电源周边厂商，其存储相关和HUB 等产品有着较高的市场占有率。
此次与大家分享的是一款ORICO 4 口USB3.0 高速HUB M3H4。
一、开箱
一如往常，很ORICO 的包装，全环保纸材。
信息标注在背面。
这是一款USB3.0 4 口HUB，也就是USB3.1 Gen1，理论最高传输速率可达5Gbps，为目前市面上最常见的主流HUB，当然ORICO 也已经推出了支持最新USB3.1 Gen2 的HUB 产品M3H4 G2，理论最高传输速度翻倍，可达10Gbps。
内部通过瓦楞纸巧妙隔离并起到缓冲保护作用。
ORICO 奥睿科4 口USB3.0 高速HUB M3H4 主体为铝镁合金，表面氧化着色，有亮银、深灰、粉银三种颜色，数据线为A-A USB3.0 线缆。
铝镁合金带来很好的金属质感，四个横向排开的USB 接口间距宽裕；整。
德州仪器微小型电源电路显著简化USB电池充电器设计
即 使在 轻 负 载下 仍 可 带来 效 率 效 益 。耐用 性 和 无噪 声 干 扰可 通 过先 进 的 消隐 方 案 和双 脉 冲 抑制 来 实现 ，使 固定 或 可变 频 率 应用 均能 可靠 操作 。其它 主要 功 能包括 最 高５ ０ Ｈ 切 换频 ０ｋ ｚ 率 、防 跳 动逻 辑和 ＵＶ ０ 护 、４ Ｌ 保 Ａ峰 值关 闭 门驱 动 电流 、微
能 。除 主 打指 标 外 ，Ｗａｖｅ ｄｅｔ ０ Ａ还 采 用 全新 的 黑 色 时 ３ ０
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力科 公 司日前 宣布 ，最 新推 出Ｗａ ｅ ｅ ３ ０ ｖ ｄ ｔ ０ Ａ系列 数字 示 波器 ，以缩 短 调试 过程 ，简 化文 件管 理 。最新 的Ｗａ ｅ ｅ ｖ Ｊ ｔ
３０ ０ Ａ提 供 了明亮 的 大型 彩色 显 示 器 、５ ０ ｐ ｓ ｈ的长 存储 ０ ｋ ｔ ／ｃ
ＭＯＳＦＥＴ。与传 统的 变流 器 ＳＲ方 式相 比 ，ｌ ６ 和 可靠 性 ，同 时还 简化 了设 计 ，并大 方
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日前 ，德州 仪器 （ ） 布推 出 具备 集成 型５ ｍＡ｛ 压 降稳 ＴＩ 宣 ０ ￣
压器 、支 持移 动 电 话 以及 其 它手 持 式 电 子产 品 的业 界 最小 型
嵌入式装置USB接口程序的设计
ＮＯ． ３ Ｍａ ０ ｖ ２ ０６
文章 编号 ：０ ０５ ４ （０ ６ ０ —１ ６０ １ ０ —６ １ ２ ０ ） ３０ ２ —８
嵌 入式 装 置 ＵＳ Ｂ接 口程序 的设计
朱仁龙 ， 赵俊逸 ， 黄 勇
（． １ 华东 师范 大 学 物 理 系 ； ２ 华 东 师 范 大 学 计 算 中 心 ， 海 ． 上 ２０ ６ ） ０ ０ ２
２ Ｃ ｍｐｕ ｅ ｎ ｅ ，Ｅａ ｔＣｈ ｎ ｒ ｌ Ｕｎｉ ｅ ｓｔ ．ｏ ｔ ｒＣｅ ｔ ｒ ｓ ｉ ａ Ｎｏ ｍａ ｖ ｒ ｉｙ，Ｓｈ ｎｇ ａ ２ ０ ６ Ｃｈ ｎ ａ ｈｉ ０ ０ ２。 ｉ ａ）
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维普资讯
第 ３期
２０ ０ ６年 ５月
华东 师 范大 学学 报 （ 自然 科学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＥａｔＣｈｎ ｒ ｌＵｎｖ ｒｉ （ ｔｒ ｌＳ ｉｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｓ ｉａＮｏ ｍａ ｉｅｓｔ Ｎａｕ ａ ｃｅ ｃ ） ｏ ｙ
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Silicon Labs最新CP21xx桥接芯片简化USB接口设计
Ｄａ ｇ ｉｏ 半导体股份有限公司 日前宣布推出全球 Ｌｂ 新 款 的 Ｃ ２ ｘ Ｓ ｌ ａｓ Ｐ １ｘＵ Ｂ桥接 系列产 品均 可提 供 完
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整 的解 决方 案 。
５千 兆字节 ／ ；同步运 转技 术可 缩短 等待 时间 ； 秒 耗 电量减 少 ； 向下 兼容 高速 Ｕ Ｂ ．。 Ｓ ２０ 在 实际硬 ／ 件系 统 中运行 时 ，许 多控 制器 速 软 度将 会 下降 ，但 Ｃ Ｓ Ａ ＴＩ 的高 效设 计帮 助它取 得 Ｐ核 ４０兆 字节 ／ 的数 据传输 速率 ，这 是迄 今 Ｕ Ｂ Ｉ ３ 秒 Ｓ —Ｆ
和物联 网产业 带来 巨大 的发展 机遇 。 目前公 司正 大
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形式 的芯 片能 够安装 在 印刷 电路板 上 ，位 置在 应用 处理 器和 ３ Ｄ显示 屏 之间 ，或者采 用 Ｃ Ｆ工艺安 装 Ｏ 在显示 屏 模组 上 。 器件 样 品将 在 ２ １ 该 ０ １年初开始 提 供 ， 确保 手持 式产 品在 ２ １ 年下半 年实 现大规 模 可 ０ １
设备提供了 ２ ／ Ｄ３ Ｄ视频影像实时转换处理的功能。
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物联网中大有作为的锗硅 ＢＣ Ｏ 技术” ｉＭ Ｓ 的精彩演
讲， 博得 了与会 者 的一致认 可 和好评 。他 介绍说 ， 国 家 加快推进 七 大战 略性新 兴产 业 ，这 将 给集成 电路
万像素双摄像头 ， 集成 ＩＡ３ Ｖ 硬件加速视频解码器。 在性 能大 幅提 升 的情况 下 ， Ｍ Ｐ ４０保 持 了与 Ｏ Ａ ４４
Silicon LabsCP21xx桥接芯片简化嵌入式USB接口设计
代 和 第 二 代 Ｐ Ｉ 测 试 解 决 方 案 电信 系 统 营 运 商 的 需 求 ， 有 效 提 升 开 发 Ｅ 并
专 门开 发 和 测 试 以符 合 运 营 商 的入 网标 准 。
抗 干 扰 功 能 ， 以屏 蔽来 自无 线 局 域 网 （ Ｉ 可 Ｗ ＡＮ） 移 动 电 和 话 等 无 线 网络 接 口 的 干扰 。 ＴＤＡ１ ２ ３混 合 型 硅 调 谐 器 不 仅 支 持 全 球 范 围 内 的 ８７ 模 拟 和 数 字 电视 标 准 ， 可 以 作 为 单 一 通 用 调 谐 器 平 台 ， 还 用 于 地 面 和 有 线 电 视 信 号 接 收 。ＴＤＡ１ ２ ３硅 调 谐 器 的 ８７ 噪 声 系数 低 至 ４ ｄ 性 能 显 著 提 高 ， 可 以 装 载 在 主 板 Ｂ， 既
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ＷｉｄＲｉｅ ｎ ｖ ｒ已 获 业 界 认 证 的 平 台 以 Ａｎ ｒ ｉ 件 开 发 套 ｄ ｏｄ软
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件 （ ｏｔ ｒ ｖ ｌｐ ｎ ｔ Ｓ Ｓｆ ｗａｅＤｅ ｅｏ ｍｅ ｔＫｉ， ＤＫ） 基 础 ， 一 套 完 全 为 是 符 合 各 项 Ａｎ ｒ ｉ ｄ ｏｄ规 范 的 正 式 商 用 软 件 平 台 。 为 协 助 Ｏ ＥＭ 厂 商 达 到 进 一 步 降 低 整 体 开 发 成 本 并 加 速 其 Ａｎ ｒｉ 产 品上 市 的 目标 ， ｎ ｖ ｒ已 根 据 国 内 电 信 系 ｄｏｄ Ｗｉｄ Ｒｉｅ
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大容量多通道数据采集系统中的USB接口设计
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USB接口的名词解释
USB接口的名词解释USB是一种通用串行总线（Universal Serial Bus）的缩写，它是一种用于计算机和外部设备之间的连接接口标准。
USB接口广泛应用于计算机、手机、相机、打印机以及其他许多电子设备上，是现代科技时代不可或缺的一部分。
USB接口的发展源于上世纪90年代初，当时存在着许多不同类型的接口标准，而且每种设备都需要自己的特定接口才能通过计算机进行数据传输。
这给用户带来了很多不便，例如如果电脑上没有兼容的接口，就无法连接设备，或者需要用到大量的线缆和转接头。
为了解决这个问题，USB接口应运而生。
USB接口的设计理念是“插上即用”，它大大简化了设备的连接过程。
与其他接口标准相比，USB接口具有以下几个主要优势。
首先，USB接口提供了高速的数据传输能力。
根据不同的版本，USB的传输速度可以从1.5Mbps，逐渐提高到现在的10Gbps。
这种高速连接使得用户在传输数据、拷贝文件、播放高清视频时都能获得更好的体验。
其次，USB接口支持热插拔功能。
这意味着用户可以在电脑开机的情况下随时插入或拔出USB设备，不需要重启电脑。
这种便利性对于移动设备用户来说尤为重要，比如我们可以在手机上连接移动硬盘、充电器或音频设备，并即刻进行数据传输、充电或音频输出。
此外，USB接口还提供了较强的兼容性。
无论是笔记本电脑还是台式机，几乎所有的计算机都配备有USB接口。
这意味着用户可以将同一个USB设备连接到多台电脑上，不需要进行任何额外的设置。
无论是Windows、Mac还是Linux操作系统，都原生支持USB接口，大大降低了设备的兼容性问题。
除了以上三个主要优势，USB接口还具有其他一些值得注意的特性。
例如，它能为连接设备提供电源供应，这使得很多设备依赖USB接口进行供电，如键盘、鼠标、USB风扇等等。
此外，USB接口还支持多种设备类型，分别通过不同的设备类别代码来进行区分，例如存储设备（Mass Storage），音频设备（Audio），视频设备（Video）等等。
USB硬件设计技术基础指南V1.1
USB硬件设计技术基础指南V1.1USB硬件设计技术基础指南⽬录1、概述 (3)2、USB2.0硬件设计规范指导 (3)2.1 USB 接⼝定义 (3)2.2 USB原理图设计指导 (4)2.3 USB布局和⾛线设计 (5)2.3.1 布局设计 (6)2.3.2 布线设计 (6)3、Test Validation (10)3.1 USB眼图测试 (10)3.1.1设备需求 (10)3.1.2 USB眼图测试过程 (11)4、USB布线布局失效分析案例 (12)4.1 原理图 (12)4.2 PCB布局以及PCB布线 (13)5、USB Cable设计 (16)5.1 USB cable内部结构参考 (16)5.2 USB cable的制作标准参考 (16)5.3 USB 2.0cable制作检查表及相关参数介绍 (17)6、USB3.0展望 (19)6.1 USB3.0硬件设计注意事项 (20)7、USB OTG简介 (20)7.1 USB OTG概述 (20)7.2 USB OTG接⼝定义 (22)7.3 USB OTG设计规范 (22)8、USB 2.0设计Check list (22)9、参考⽂献 (22)1、概述通⽤串⾏总线，简称USB，是连接计算机系统与外部设备的⼀个串⼝总线标准，也是⼀种输⼊输出接⼝的技术规范，被⼴泛应⽤于个⼈电脑和移动设备等娱乐通讯产品中，并迅速扩展⾄数字电视、游戏机，车载影⾳娱乐系统等其他领域。
USB2.0⽬前⼴泛应⽤于公司的各个机型之中，其中不仅仅包括⼀些外置的USB端⼝应⽤，⽽且⼀些模块的通讯接⼝也⼴泛采⽤USB2.0的⽅式，例如：3G，Wifi等。
车机的前置⾯板上也有连接MP3，ipod，⼿机等移动设备的USB接⼝。
所以USB2.0设计的好坏直接影响到产品的各个性能，直接关系到产品的质量和产品的可持续性研发。
本⽂分别就⽬前常⽤的USB2.0的硬件设计，PCB布局以及⾛线，EMC，测试验证等⽅⾯进⼊深⼊的讨论，把⽐较有效的电路和PCB布局规则，EMC改进经验融⼊进去，以便指导我公司产品前期的研发和⽣产以及后期的产品验证，提⾼⼯作效率，降低⽣产成本，使我公司的研发流程进⼀步规范。
单片机中的USB接口设计原理及应用分析
单片机中的USB接口设计原理及应用分析USB（Universal Serial Bus）是一种用于电脑与外围设备之间进行通信和数据传输的标准接口。
它具有简化连接过程、高速传输能力和广泛的应用范围等优点，因此在现代电子设备中得到了广泛应用。
本文将介绍单片机中的USB接口设计原理及其应用分析。
一、USB接口设计原理1.1 USB接口的基本原理USB接口由主机（Host）和设备（Device）组成。
主机负责控制和管理通信过程，而设备则执行主机的指令。
USB接口采用了一种主从式架构，主机为USB控制器，设备为USB设备。
数据通过USB总线进行传输。
1.2 USB接口的硬件设计USB接口的硬件设计主要包括物理层和电气层。
物理层主要涉及连接器的设计和布线，电气层则规定了电压、电流和信号传输的规范。
物理层设计包括USB连接器的选型和布线方式。
USB接口常用的连接器有A 型、B型、C型等。
布线方式主要包括了信号线的长度控制和阻抗匹配等。
在布线中要尽量避免串扰和干扰，以保证数据的完整性和可靠性。
电气层设计包括了供电电源的选择和数据信号的传输规范。
USB接口规定了数据传输的速率和电平，一般有低速、全速、高速和超速四种传输速率。
同时还规定了电压和电流的规范，以及USB总线上的阻抗等。
1.3 USB接口的协议设计USB接口通信采用了一种特定的协议，包括传输层和报文层。
传输层负责数据的传输和流控，报文层则负责数据的封装和解封装。
传输层设计了数据的传输方式，包括同步传输和异步传输。
同步传输适用于大容量的数据传输，而异步传输适用于低速的数据传输。
流控机制可以控制数据的传输速率，以避免数据的丢失和错误。
报文层设计了数据的封装和解封装方式，包括数据的格式和差错检测。
USB接口规定了数据的格式和帧结构，以在有效载荷中传输数据。
同时还采用了差错检测机制，以保证数据的完整性。
二、USB接口的应用分析2.1 USB接口在嵌入式系统中的应用USB接口在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如智能家居、工业控制、智能穿戴设备等。
USB接口介绍分析
USB接口介绍分析USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口是一种用于连接计算机和外部设备的通用接口标准，旨在取代各种不同的接口标准，实现设备的兼容性和互操作性。
USB接口的设计初衷是为了简化设备连接，提高数据传输速度和方便性。
1.连接方便：USB接口使用标准的插拔方式，所以连接和断开设备都非常方便。
无需关机或重启计算机，只需要将USB插头插入USB接口即可。
2. 高速数据传输：USB接口支持高速数据传输，速度从低速（1.5 Mbps）、全速（12 Mbps）、高速（480 Mbps）到超速（5 Gbps）不等。
由于具备高速传输特性，USB接口广泛用于外部设备，如打印机、摄像头、扫描仪等。
3. 高度兼容性：无论是使用何种操作系统，只要具备USB接口，就能够正常使用USB设备。
无论是Windows、MacOS还是Linux等操作系统，都能够兼容USB接口。
4.电力供应：USB接口支持通过电缆线为外部设备提供电力，这使得许多设备在使用时无需外部电源。
USB2.0接口最大电流为500mA，而USB3.0接口最大电流为900mA，可以满足许多低功率设备的需求。
5.多设备连接：USB接口可以通过USB集线器扩展连接多个设备。
这样，用户可以通过一个USB接口连接多个外部设备，提高计算机使用的便利性。
BA型接口：A型接口是最常见的USB接口，通常用于计算机和USB设备之间的连接。
常见的USB鼠标、键盘、打印机等都是使用A型接口。
BB型接口：B型接口通常用于大型设备，如打印机、扫描仪等。
B型接口分为标准B型（一个方形）和迷你B型（一个小矩形）两种。
BC型接口：C型接口是一种全新的接口标准，采用了可逆设计，即无论插头的哪一面都可以连接到设备上。
C型接口支持更高的数据传输速度和电力传输，同时也被广泛应用于手机、平板电脑和笔记本电脑等设备中。
USB接口的不断发展与演进，已经成为计算机和外部设备连接的主要标准之一、通过USB接口，用户可以实现设备的快速连接和数据传输，提高工作效率和使用便利性。
USB3.0接口技术与电路设计研究
2.2 USB的数据流传输
主控制器负责主机和USB设备间数据流的传输。这些传输数据被当作连续的比特流。每个设备提供了一个或多个可以与客户程序通信的接口，每个接口由0个或多个管道组成，它们分别独立地在客户程序和设备的特定终端间传输数据。USBD为主机软件的现实需求建立了接口和管道，当提出配置请求时，主控制器根据主机软件提供的参数提供服务。
1、USB概述
由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求，因此，USB总线技术应运而生。USB(Universal Serial Bus)翻译为中文就是通用串行总线，是由Conpaq、DEC、IBM、Inter、Microsoft、NEC和Northen Telecom等公司为简化PC与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器，它支持各种PC与外设之间的连接，还可实现数字多媒体集成。现在生产的PC几乎都配备了USB接口，Microsoft 的Windows98、NT以及MacOS、Linux、FreeBSD等流行操作系统都增加了对 USB的支持。
3、USB外设控制器的两种实现方式
USB芯片在外设领域的应用面很广。USB外设控制芯片通常包括USB收发器、串行接口引擎(SIE)、USB控制器和外设功能等四个模块(SIE 主要以硬件方式处理大多数USB协议，USB控制器负责与PC交互通信信息)。USB控制器一般有两种类型：一种是MCU集成在芯片里面的，如 Intel的8X930AX、CYPRESS的EZ-USB、SIEMENS的C541U以及 MOTOLORA、National Semiconductors等公司的产品;另一种就是纯粹的USB接口芯片，仅处理 USB通信，如PHILIPS的PDIUSBD11(I2C接口)、 PDIUSBP11A、PDIUSBD12(并行接口)，National Semiconductor的USBN9602、USBN9603、USBN9604等。
基于FPGA算法的USB设备接口的设计USB
苏州经贸职业技术学院机电系电信专业毕业设计论文基于FPGA算法的USB设备接口的设计学生姓名：崔娣指导教师: 徐进2010年1月目录摘要............................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1USB技术研究现状 (1)1.1.1 USB速度快 (1)1.1.2 USB设备安装和配置容易 (1)1.1.3 USB易于扩展 (1)1.1.4 USB独立供电 (1)1.1.5 USB支持多媒体 (1)1.2FPGA的概念 (1)1.2.1 FPGA的概念 (1)1.2.2 Altera的APEX系列器件 (2)1.3实现FPGA技术需要的硬件描述语言VHDL (2)1.3.1 VHDL的特点 (2)第2章 USB2.0协议介绍及USB设备控制器结构原理 (3)2.2传输速率 (3)2.3端点 (4)2.4数据解码／编码 (4)2.5USB传输 (4)2.6与外部微型控制器接口 (5)2.7USB协议控制器的模块划分 (5)2.8控制器顶层引脚定义 (7)第3章USB设备控制器设计 (8)3.1USB接口控制器功能设计 (8)3.2VHDL实现 (8)3.2.1存储器接口及存储器仲裁器 (8)3.2.2应用程序的WishBone接口 (9)3.3USB协议处理层 (10)第4章USB设备控制器的FPGA实现 (14)4.1器件的选择 (14)4.2编译和仿真 (14)结论 (15)参考文献 (15)致谢 (15)附录 (16)摘要通用串行总线(USB)是PC体系中比较新的一套工业标准。
它是为了解决日益增加的PC外设与有限的主板插槽、端口之间的矛盾．提高设备的传输速度和简化PC与外设的连接过程而出现的。
自从2000年提出USB2.0协议，短短几年间。
USB不光成为了微机主板上的标准端口，而目还成为了所有微机外设(包括键盘、鼠标、显示器、打印机、数码相机、扫描仪等等)与主机相连的标准协议之一。
基于FPGA的嵌入式系统USB接口设计
通用串行总线USB （Universal Serial Bus ）是应用于PC 领域的接口技术，已得到广泛应用。
USB2.0已成为目前电脑中的标准扩展接口[1]。
本系统设计的目的在于为公共交换电话网络（PSTN ）和PC 机之间提供一个数字接口，设计中PC 机是主机，基于FPGA 的嵌入式系统是USB 设备。
该系统是IP -PBX 的简化系统，大量工作由PC 的服务器完成，而这里重点介绍以FPGA 为控制核心的USB 接口设计。
1系统结构设计该系统通过TRM （Telephone Response Module ）和PC 服务器实现PSTN 网络和Internet 网络之间自由、高效通话。
图1为整个系统结构示意图。
系统工作过程：当有来电时，DAA 向FPGA 申请中断。
FPGA 收到中断后，使用USB 的中断传输向主机报告有外接来电，则PC 的应用软件会提示用户选择摘机或拒绝。
摘机后，FPGA 在接收到命令后就会接通电话，然后语音数据通过USB 的同步传输进行双向传送。
当用户向外拨号时，其过程与来电时的情况是相同的。
2系统硬件模块设计2.1系统硬件框图本设计采用FPGA 作为核心控制器件[2]，其控制对象是USB2.0接口器件EZ -USB FX2CY7C68013A -56。
图2为EZ -USB 器件工作在Slave FIFO 模式下时FX2USB 和FPGA 的典型电路连接图。
2.2FPGA 和USB 简介设计中的核心控制器件FPGA 选用Altrea 公司的EP2C8Q208C8，而USB 设备器件则选用Cypress 公司的CY7C68013A -56。
EP2C8Q208C8是Altera Cyclone II 系列器件中的一种，Cyclone II FPGA 是基于Stratix II 的90nm 工艺生产的低成本FPGA 。
Cyclone II FPGA 的应用主要定位在终端市场，如消费类电子、计算机、工业和汽车等领域。
GPIB USB RS232&485常用通讯接口介绍及应用
（4） 地址容量。单字节地址：31个讲地址，31个听地址； 双字节地址：961个讲地址，961个听地址。
（5） 一般适用于电气干扰轻微的实验室和生产现场。
二、 GP－IB标准接口的总线结构
总线上传递的各种信息通称为消息。带标准接口的智能仪器按功能可分 为仪器功能和接口功能两部分，所以消息也有仪器消息和接口消息之分。 所谓接口消息是指用于管理接口部分完成各种接口功能的信息，它由控 者发出而只被接口部分所接收和使用。
三条挂钩联络线的定义如下： DAV（DATA VALID）
数据有效线： 当数据线上出现有效的数据时，讲者置DAV线为低（负逻 辑），示意听者从数据线上接收数据。
NRFD（NOT READY FOR DATA）
数据未就绪线： 只要被指定为听者的听者中有一个尚未准备好接收数据， NRFD线就为低，示意讲者暂不要发出信息。
标准接口总线 GPIB
2．总线构成(16条信号线)
8条数据输入输出线、3条挂钩线、5条管理线
3．设备容量(15台)
可采用增加母线的方式扩大容量，每增加一条总线可增加14个器件，最大可 增加到14x14=196个器件
4．地址容量(31个听地址,31个讲地址)
25-1=31 31X31=961
5．数传方式(bit并行、Byte串行、双向异 步传递 ） 6.数传输率： max: 1MB/s
一、 GP-IB标准接口系统的基本特性
GP-IB标准包括接口与总线两部分：接口部分是由各种逻辑电路组成， 与各仪器装置安装在一起，用于对传输的信息进行发送、接收、编码和译码； 总线部分是一条无源的多芯电缆，用做传输各种消息。将具有GP-IB接口的 仪器用GP-IB总线连接起来的标准接口总线系统如图所示。
基于USB接口设备的固件程序设计
一、引言USB是应用在PC领域中的新型接口技术，它由三部分组成：具有USB接口的PC系统，能够支持USB的系统软件和使用USB接口的设备。
它的提出是基于采用通用连接技术，实现外设的简单快速连接，达到方便用户、降低成本、扩展PC连接外设范围的目地。
它的最显著优点是支持热插拔，当用户插入USB外设后，计算机能够自动识别接入的外设，而不需要重新启动系统。
二、USB设备硬件结构为了提高系统的可扩展性，也便于选择高性能的单片机，以实现更多的功能，我们使用较为广泛的Philip公司的单纯的接口芯片PDIUSBD12。
下面介绍USB设备硬件的相关情况。
1. PDIUSBD12芯片的内部结构芯片内部集成SIE、320B的FIFO缓存、收发器以及电压调整电路和终结电阻器，提供2MB/s速率的并行接口，具有全自治本地DMA功能，芯片提供的多重中断模式有利于批量和等时数据传输模式。
芯片还提供了可编程时钟、上电复位和低电压复位电路。
2. PDIUSBD12芯片的控制字D12的控制字分为初始化命令、数据流命令和通用命令三种基本类型。
在USB 设备列举过程中使用初始化命令，这些命令用来启动设备、设置地址、端点和工作模式。
数据流命令用于管理USB 和单片机之间的数据流。
很多数据流是通过一个发给单片机的中断请求开始的。
控制器使用数据流命令来存取数据，确认在FIFO中的数据是否有效。
通用命令主要在数据传输过程中使用，包括恢复和读取当前帧号。
3. PDIUSBD12 与单片机的连接以PDIUSBD12和89C52单片机之间的连接如图所示，ALE接到单片机的ALE上，使用地址总线复用方式。
A0通过电阻接VCC。
VCC接+5V，VOUT3.3通过电容接地，同时脚20RESET_N和脚18DMACK_N接高电平。
GND接地。
8根数据线接至数据总线。
脚11CS_N端接至控制器或译码器的相应端， PDIUSBD12可以通过CS_N 端，映射为控制器的任何地址。
基于GL850G芯片的USBHUB设计
12 集成电路应用 第 36 卷 第 4 期（总第 307 期）2019 年 4 月Research and Design研究与设计1 引言通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）是连接外部设备的一种串口总线接口标准，具有快速、双向、同步、可动态监测的特点[1-5]，自诞生以来，其低廉的价格、可热插拔、即插即用等特性，得到广泛的应用。
USB HUB（通用串行总线集线器）是一种可以将 USB 接口扩展为多个接口，并可以使这些接口同时使用的装置，极大程度上简化了 USB 互连的复杂性[6-14]。
在许多产品的设计过程中，需要提供多个 USB 接口以保证产品的正常工作[15-22]。
我们日常使用的 USB HUB 基本都属于民用品，相较于工业品而言，民用品稳定性差、可靠性不高、抗干扰能力弱、工作温度范围窄，无法满足产品的性能要求。
其次民用的 USB HUB 无法满足工业产品对外形尺寸、PCB 空间布局、元器件选型、产品性能的个性化需求。
因此需要自己设计一个至少能一进六出且能达到 USB 2.0 通信速率的 USB HUB。
2 工作原理USB HUB 用于设备扩展连接，将一个 USB 接口扩展为多个接口，使得 USB 主端口（USB Host）与 USB 从端口相连并与其通信，且这些接口能够同时独立工作。
它使用星型拓扑结构连接多个 USB 接口设备，HUB 位于每个星型结构的中心，所有 USB 设备都可连接在 USB HUB 的端口上。
一个 USB 主端口与一个 HUB 相连，同时 USB HUB 可以通过端口的电气变化诊断出设备的插拔操作，并通过响应 USB 主端口的数据包把端口状态汇报给USB 主端口。
一般来说，USB 设备与 USB HUB 间的连线长度不超过 5 m，且 USB 系统的级连根据协议规定最多允许 5 级集线器进行级连。
3 HUB 核心芯片决定 USB HUB 品质的关键因素是内部的控制芯片。
Silicon Labs混合信号MCU简化全速USB连接设计
接 人 处 理 器 领 先 供 货 商 Ｂ ｏ ｄ ｉｈ 共 同宣 布 ， ｒ ａ Ｌ ｇ ｔ ｒ ａ Ｌｇ ｔ Ｂ ｏ ｄ ｉｈ
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Ｍａ ｉ 推 出 高 速 ＬＶＤＳ串 行 器／ 串 器 （ ｅＤｅ ） ｘｍ 解 Ｓ ｒ ｓ 产 品的新成员： ＭＡＸ９ ６ ／ ２ ３ ＭＡＸ９ ６ ２ ５串 行 器 和 ＭＡＸ９ ６ ２４ 解 串 器 。吉 比特 多 媒 体 串行 链 路 （ ＧＭＳ 芯 片 组 提 供 可 Ｌ）
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座 娱 乐 系统 。 Ｍａ ｉ 专 有 的 差 分 、 双 工 控 制 通 道 能 够 处 理 任 何 ｘｍ 全 ＨＤ ＣＰ协 议 ， 而 省 去 了外 部 Ｃ 从 ＡＮ 或 ＬＩ 接 口， 简 化 Ｎ 在 设 计 同时 还 节 省 了空 间 、 降低 系统 成 本 。这 种 工作 方 式 能
这款 频 率 速 度 达 １ ＧＨｚ的 强 大 ７ Ｋ 内 核 用 来 控 制 ４
低价位USB系统的可靠性设计方案
USB是当今最成功的PC接口，安装数量超过60亿，在PC和接口设备上的普及率接近100%。
虽然高速USB的480Mbps数据传输速度可满足许多消费者现有的需求，但是与日俱增需求(如高清视频和更快速的数码影音文献的下载)推动了SuperSpeed USB(3.0)的发展。
一般接口的新一代规格，其数据传输速度通常要增长两倍，而USB3.0的带宽却增长了十倍。
此外，USB3.0规格不再使用简朴的主从式、封包广播式的数据传输架构，而是使用更加复杂的双向封包互换架构。
USB3.0系统设计师面临的最重要挑战是解决5Gbps信号传输速度所带来的问题，设计师必须解决涉及系统对信号衰减和抖动增长的敏感度等问题。
此外，USB3.0对USB2.0接口的向下兼容性让问题更复杂，由于USB2.0原本是为较低传输速率而设计。
产品设计师碰到最大的问题也许是达成消费者延续对上一代USB产品的低价期待。
USB3.0使用了双倍数据率技术，将传输速率增长到最高5Gbps，因而需要高速信号完整性的解决方案。
在最长可到3米的线缆、多个接口和PCB板上的长途线路上传送高速信号，产品设计师必须谨慎解决信号衰减和抖动问题。
图1：显示了发送器端的开眼图和接受器端的闭合眼图。
信号裕度预算与低速信号相比，高速度信号的质量损失更加多，由PCB 线路、连接器和线缆所导致的信号损耗累计起来将快速损害信号质量。
根据信号裕度的规定，USB3.0允许的通道损耗(由发送器眼图到接受器的眼图)在2.5GHz下为6~9dB。
此外，SuperSpeed 一般有-3.5dB的去加重，这样所有的信号损耗预算为9.5~12.5dB。
为满足兼容性规定，USB3.0信号必须可以通过3米长的线缆，并保持信号眼图开口有足够的宽度。
但这只是部分的途径，由于在兼容性测试中测量的是接受器通过均衡化解决过后的信号。
举例来说，在一般的笔记本电脑架构中，USB控制芯片到连接器的距离大约是10英寸，因此信号事实上也许此外通过大约半米的途径和数个连接器。
Silicon Labs混合信号MCU简化全速USB连接设计
Silicon Labs混合信号MCU简化全速USB连接设计佚名
【期刊名称】《《电子与电脑》》
【年(卷),期】2011(000)005
【摘要】Silicon Labs（芯科实验室有限公司）宣布推出两类USB MCU系列产品．为业界提供了最快、最易用和经济的USB连接方案。
【总页数】1页(P90-90)
【正文语种】中文
【中图分类】TP332
【相关文献】
1.Silicon Labs推出业界最灵活易用的32位混合信号MCU [J],
2.Silicon Labs推出灵活易用醮32位混合信号MCU [J],
3.Silicon Labs最新32位混合信号MCU攻克八大挑战 [J],
4.Silicon Labs推出业界最灵活易用的32位混合信号MCU [J],
5.Cadence混合信号低功耗设计流程助力Silicon Labs降低MCU功耗 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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简化USB设计的调试和验证应用文章介绍USB2.0的历史通用串行总线已经成为了连接个人电脑和外部设备的事实上的工业标准。
USB2.0最初是在2000年左右进入市场，提供了比USB1.1快40倍数传速度。
USB2.0彻底开启了大数据量高速传输应用的大门。
USB1.0低速(1.5Mbps) 和USB1.1全速 (12Mbps) 满足对于像键盘、鼠标这类的外设的连接；高速USB2.0 (480Mbps) 主要支持多媒体、数据存储和传输以及高速I/O接口等应用。
应用文章图2：TDSUSB2测试报告图1：TDSUSB2高速一致性测试软件USB2.0构架、测试方法和方案USB2.0是4线的串行系统：VBus, D-, D+和地线。
D-和D+是数据传输线。
有三大类USB2.0的设备：主机(Host)、设备 (Device) 和集线器 (Hub)。
USB2.0的设备 (Device) 还分为总线供电 (从主机抽取电流) 和自供电 (有自己的供电模块) 两种方式。
USB应用者论坛 (USB-IF) 为了确保产品能够通过鲁棒性和互操作性的验证，指定了一系列的规定的一致性测试。
如果产品能够满足USB-IF一致性流程所要求的最低性能，那么该产品会被USB-IF添加到集成供应商列表中。
这本电子书主要阐述了如何进行物理电气层性能测试以及提供调试和解决问题的指导。
图1描述了在Tektronix DPO7254数字荧光示波器上使用USB一致性测试软件包所进行的操作。
这个测试包完全实现了信号质量的自动化测试，让产品设计人员最直接、简单的得到测试的数据。
在测试之前，设计人员要选择要被测设备的速度 (低速、全速还是高速)，然后示波器按照USB2.0规范自动进行示波器设置、波形选择、波形采集和分析以及测试结果与标准的对比，最大程度上减少手动干预。
测试结果将自动的显示在报表中，如图2所示。
2 简化USB设计的调试和验证USB 3.0USB 2.0数据率 5.0 Gb/s480 Mb/s信号8b/10b 编码, AC耦合,NRZI 编码, DC 耦合,扩频时钟 (SSC)没有 SSC总线供电对于未配置功能的设备提供150mA电流；对于未配置功能的设备提供100mA电流；对配置功能的设备提供900mA 电流对配置功能的设备提供500mA 电流即插即用/热插拔异步事件处理设备轮询电源管理/链路控制优化的电源管理，提供了idle, sleep 和端口级的suspend，带有进入/退出延时suspend 状态电缆/接口3个差分对，全双工，屏蔽双绞线2条差分对，半双工，非屏蔽双绞线表3：USB2.0和USB3.0的物理层对比USB3.0介绍以及物理层测试挑战USB2.0技术的广泛接受和使用说明了其在高速数传应用中的成功。
随着计算机技术和数据存储技术的不断升级、演化，出现了新的机遇与挑战。
很多的工业发展趋势，例如不断增大的内存容量、实时视频流、增强型的图形处理单元 (GPU) 以及和PC同步的外围便携式电子设备等，都是USB2.0技术无法逾越的瓶颈。
USB3.0技术的出现应对了不断增长的数据带宽的需求。
与数十亿的SuperSpeed USB设备接口也提供了必要的向后兼容性，以支持传统的USB 2.0设备。
上面的列表列举出来USB2.0和USB3.0技术的一些主要差别。
全新的SuperSpeed USB技术同时也带来了新的设计和测试的挑战。
USB3.0具有和现在流行的高速总线一样的特点，例如和PCI Express®和SATA，都使用了8b/ 10b编码和扩频时钟和严重的通道衰减的问题。
这些熟悉的SATA和PCIE的测试方法可以为USB3.0的测试挑战做好更多的准备。
这篇电子书讲介绍一致性测试的方法以及如何获得发送端、接收端、线缆的精确的、可重复的测量结果。
为了提供完整的测试策略，还会提供额外的技术特征和调试技巧。
3码型值描述CP0加扰的D0.0伪随机码型，等效于没有SKP的逻辑空闲 (Logical Idle) CP1D10.2Nyquist frequency奈奎斯特频率CP2D24.3奈奎斯特频率/2CP3K28.5COM码型CP4LFPS低频周期性码型CP5K28.7带去加重CP6K28.7不带去加重CP750-250个1和0带去加重的连续50-250个1接着50-250个0CP850-250个1和0不带去加重的连续50-250个1接着50-250个0表4：SuperSpeed USB发送端测试码型信号特性最小一般最大单位备注眼图1001200mV 2.4Dj0.43UI1,2,3 Rj0.23UI1,2,3,5 Tj0.66UI1,2,31. 在106个连续UI上测量，可以外推到10-12 BER2. 启动接收机均衡功能后的测量结果3. 图6-图14 TP1处参考信道和电缆端点的测量结果4. 眼高在最大张开处测得 (眼宽中心 + 0.05 UI)5. 用14.069乘以10-12 BER下的RMS随机抖动，得到RJ指标图5：USB3.0发送端眼高和抖动测试要求应用文章发送端测试一致性测试发射端测试会使用到各种各样的测试码型(如表4所示)。
每一种码型用作相关测试的码型。
CP0码型是一个D0.0的加扰序列，用来测量确定性抖动(Dj)，例如数据相关性抖动(DDJ); 而CP1码型是一个没有加扰的D10.2码型，该码型波形是一个类似时钟的周期出现的信号，不能产生DDJ抖动，因此，只适合于评估发射端随机抖动 (RJ)。
抖动和眼图测试需要在连续的1百万个UI中进行，而且还需要使用均衡处理和适当的时钟恢复参数设置 (二阶PLL，带宽10MHz，damping系数0.707)。
最终的抖动 (TJ) 的测试结果是在误码率为10-12条件下，快速的提取得到。
例如，RJ (峰峰值) 的推算是RJ的测量结果 (RMS值) 乘以14.069得到的。
4 简化USB 设计的调试和验证图6：发送端测试点定义图7：运行在DPO/DSA70000B 上的选项USB-TX包含了USB3.0所有的必测和可选测试项。
图8：在DPOJET中使用用户自定义参数进行USB3.0分析图6描述了发送端必测项目的设置，包括了参考测试通道的电缆。
测试点2（TP2）位于靠近DUT端；而测试点1（TP1）在远端测量。
注意，所有的Tx端必测项目都是在TP1点定义的。
当信号在TP1点采集到以后，使用SigTest进行后处理分析，这个过程和PCI Express的一致性分析很类似。
除了使用SigTest进行一致性测试，对系统在不同条件或者参数下，进行预测试、特性描述和调试还要使用另外的工具。
在图7中所示的是使用T e k t r o n i x D P O/ DSA70000B示波器平台，配合USB-TX软件进行的所有USB3.0物理层的远端（Tx）必测和可选项目的自动测试。
要记忆何如正确的使用仪器是很花时间的，而且通常需要深刻理解USB规范的资深工程师来进行测试。
而USB-TX提供了“一键式”测试功能，可以节约配置仪器所花费的时间。
在测试结束之后，会自动生成一份测试报告，将测试结果和规范要求进行对比，并指明系统设计是否存在问题。
该软件还可以使用离线数据进行分析，重现之前的测试结果。
TekExpress的选件USB-TX使用建立在通用的分析能力的DPOJET上，对设备进行性能描述和调试。
灵活的抖动和眼分析软件包提供了更多的用户自定义参数，有助于提高故障排除的速度，使性能设计测试更加容易。
请参看图8。
例如，多眼图显示可以在同一时间内，允许用户分析采用了不同的时钟恢复技术或软件通道模式的眼图。
还有不同的过滤器可用于SSC的分析，以解决影响系统的互操作性问题。
56 参考测试通道有两种方法可以采集在TP1“远端”的信号。
第一种方法是采用USB-IF指定的硬件电缆和夹具来捕获TP1点的信号。
第二种方法是用软件的方法，通过TDR、VNA 测量提取得到的硬件通道模型来仿真在TP1的信号。
通常使用的通道模型是S参数模型，包含了通道的幅度和相位的响应。
真正的信号是在TP2点（靠近信号Tx 端）采集到的，并将通道的S 参数模型转化为FIR 滤波器，应用文章图9：带有12和24英寸的ISI 测试板图10：12和24英寸走线的幅频和相频曲线通过对采集的信号和通道FIR滤波器的卷积，仿真得到TP1点的信号。
详细的FIR 信息请详见Tektronix 示波器白皮书“Arbitrary FIR Filter Theory, Design, and Application” on ”这种方法允许工程师在可变的、可重复的通道需求下进行DUT 的测试。
在模型建立之后，就可直接使用S 参数模型文件进行标准的兼容性测试，而不需要硬件测试通道。
研发人员消除创建初始硬件测试通道所需要的时间，以及随后对测试通道的调节，可以将产品更快的投放到市场。
举例来说，比较在不同PCB 走线中进行5Gbps 串行信号的眼图测量。
图9说明了ISI 抖动测试板提供的12和24英寸的走线。
图10对应其两条走线的Sdd21响应。
7简化USB 设计的调试和验证在包括与不包括硬件通道的情况下采集测试信号。
图11和图12中原始信号波形用白色表示。
分别通过12英寸和24英寸的硬件通道后采集到的远端波形用橙色表示，另外的波形是用原始波形分别和12英寸和24英寸走线的S 参数进行卷积得到的波形。
图13显示了基于硬件通道和软件仿真的信号眼图测试。
图13：5Gbps在经过12英寸、24英寸走线后的眼图(左)，以及用软件仿真得到的眼图(右)图11：12英寸走线的硬件通道及其软件仿真图12：24英寸走线的硬件通道及其软件仿真均衡由于通道对信号的衰减很明显，因此SuperSpeed USB 在信号接收端需要采取对信号眼图补偿的技术：均衡，或者在信号发送端称之为去加重 (De-emphasis)。
通常的用的去加重比例为3.5dB (线性比例为1.5倍)。
例如，发送一个跳变位的幅度为150mV，那么发送相应的非跳变位的幅度是100mV。
规范指定的均衡模型是连续时间线性均衡(C T L E )。
CTLE 可以在接收端芯片内实现，或者在电缆均衡器中用无源的高通滤波器实现。
请参看图14。
由于该种均衡的系统传输函数简单，因此非常适用于规范的一致性测试。
一个CTLE 均衡器在频域上是由一些极点和零点构成，并非常容易设定所需的带宽。
就像上面所提到的，USB-TX软件包包含了标准的一致性参考通道，并且在同一个S 参数文件中，同时还包含了所需要的CTLE 滤波器。
8 应用文章图16：5Gbps 原始信号(黄色)、去加重后波形(蓝色)、通过电缆波形(白色)、进行CTLE 后的波形(红色)和经过3级DFE 自适应算法后的波形(灰色)图14：USB3.0CTLE 传输函数和幅频相应图15：SDLA 均衡仿真软件。