典型USB控制器芯片性能分析研究

来源：dzsc　作者：佚名　责任编辑：admin　发表时间:2013-11-09 15:22　

核心提示：USB接口专用芯片内部采用专用的微控制器，具有特定的指令集，如Cypress的USB M8系列和enCoRe USB系列的芯片。其所能实现的功能有限，但是因为指令集是专门为USB应用优化的指令集，所以实现USB通信工作非常方便。

为了方便PC与外设的连接，以Intel公司为首的7家公司于1994年11月推出了一种即插即用的USB通用串行总线协议规范。但由于USB是以主机为中心的分层的星状总线拓扑结构，软件比较复杂，对功率要求也比较高，所以在推出后的一段时期内，USB在基于PC的系统中得到了广泛应用，而在嵌入式系统中应用不多。但是，在2000年发表的USB 2.0规范将USB接口的速度从12 Mbps提高到480 Mbps；2001年又发表了USB OTG补充规范，使外部设备可以摆脱PC机，实现在任何两台设备之间直接通信。经过这两次升级，随着有越来越多的带USB接口的廉价外设可供使用，有越来越多的嵌入式系统工程师想把USB接口技术应用到嵌入式系统的设计中。这种需求也促进了USB控制器芯片的研发，给开发者提供了越来越多的选择。仅在最近两年内，就有多种新型的USB控制器芯片推出。然而这又给选择带来了困难，不同的USB控制器芯片有不同的性能和特点，以下对一些典型的USB控制器芯片进行分析和比较，供选择时决策参考。

几款典型USB控制器芯片性能分析

从芯片大的构架来分，市面上所有的USB控制器芯片可以分为不需要外接微处理器的芯片和需要外接微处理器的芯片。不需要外接微处理器的芯片又可以分为USB接口专用芯片和嵌入通用微控制器内核的芯片。

USB接口专用芯片内部采用专用的微控制器，具有特定的指令集，如Cypress的USB M8系列和enCoRe USB系列的芯片。其所能实现的功能有限，但是因为指令集是专门为USB应用优化的指令集，所以实现USB通信工作非常方便。

内嵌通用微控制器的USB控制芯片，一般是在通用微控制器的基础上扩展了USB功能，其优点是开发者熟悉这些通用微控制器的结构和指令集，相关资料丰富，易于进行开发。如Cypress基于8051的EZ-USB系列，Microchip基于PIC的16C7x5，Motorola基于68HC08的68HC08JB8，Atmel基于AVR的AT76C711等USB控制芯片。

需要外接微控制器的芯片，只处理与USB相关的通信工作，而且必须由外部微控制器对其控制才能正常工作，所以这些芯片必须提供一个串行或并行的数据总线与微控制器进行连接。此外，还需要一个中断引脚，当数据收到或发送完，这个中断引脚会向微控制器发出中断请求信号。其优点是芯片价格便宜，而且便于用户使用自己熟悉的微控制器进行开发。

总之，USB芯片是一种集成了USB协议的微处理器，它能自动对各种USB事件做出响应，以处理USB总线上的数据传输。USB芯片按功能可以分为USB主控制器芯片、USB集线器芯片和USB功能设备芯片。

在对USB控制器芯片性能进行分析时，主要研究数据传输速度、功耗、电源、程序/数据存储器容量、封装及USB规范等通用的技术指标。另外，针对不同的功能类型，还会有不同的要求。下面将对最新有代表性的USB控制芯片进行分析比较。(责任编辑：admin)

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