基于AVR单片机的ISP1362OTG设计

0 引言

　　随着PDA、移动电话、数码相机、打印机等消费类产品的普及，用于这些设备与电脑、或设备与设备之间的高速数据传输技术越来越受到人们的关注。以往以计算机为核心的数据传输结构，非常不利于USB,总线在嵌入式行业的应用，也不适用于野外作业，而OTG技术的推出则可实现在没有PC的情况下，设备与设备之间的数据传输，它拓展了USB技术的应用范围。本文采用的设计方案是基于Philips公司的ISP1362 OTG控制芯片，参照最新的USB OTG技术规范，设计了一种遵循USB协议的主／从机系统。

　　1 ISP1362芯片的内部结构

　　Philips公司的ISP1362是一款符合USB 2．0总线协议的接口芯片，内部有3个USB控制器一主机控制器、设备控制器和OTG控制器。其中，主机控制器具备高度优化的USB主机功能；设备控制器则具有多达14个可编程端点，又可以被配置成双缓冲端点进一步提高吞吐量：而OTG控制器主要提供包括监控和转换功能在内的所有OTG控制。ISP1362内部构造如图1所示。

　　2 USB OTG主／从机系统设计

　　USB OTG主／从机系统设计包括硬件设计和软件设计两大模块。其中硬件电路主要是USB接口电路板的设计；软件设计包括设备初始化、系统的功能设计、设备驱动程序设计等，下面分别介绍系统软、硬件系统的设计方法。

　　2．1 系统硬件电路设计

　　USB OTG主／从机设计的硬件电路如图2所示，图中ATmega 32的PD口和IPA口用于控制ISP1362的时序，PB口和PC口则用于与ISP1362的D[0．．15]进行数据交换。ISP1362芯片有Port1和IPort2两个USB接口。Port1是个综合接口，可以配置成downstream、upstream或者是OTG；Port2是作为固定的downstream，主要接一般的USB设备。当ISP1362做主机时，主机内部的寄存器通过检测其相应状态寄存器的值就可以判断是Port1还是Port2接了设备，从而进行相应的处理。

　　ISP1362的Port1口主／从机功能通过ID、OTGMODE两引脚电平的高低组合来确定。当OTGMODE引脚接低，无论ID电平如何，则芯片的Port1口只能OTG用；如果OTGMODE接高，ID接低，芯片的Port1口作主机使用；OTGMODE接高，ID也接高时，则芯片的Port1口作外设使用。在电路中通过15kΩ的上拉电阻和下拉电阻实现ID、OTGMODE两引脚电平的高低变化。

　　2．2 系统软件设计

　　本设计的主机系统是一个软件和硬件的集合体，功能的实现不依赖于任何操作系统，而是通过中断来调度各个任务，使之满足USB通信的要求，因此系统是按照协议规范和特定的时序运行的。

　　本系统是ISP1362工作于主／从机模式下的应用，按系统硬件电路配置完成接口芯片，然后对其编程，就可以进行USB数据传输。系统工作流程如下：首先进行系统初始化，构建PTD传输描述符，接着总线枚举过程，给外设分配地址，获取外设的基本信息，并判断外设为主机设备或是从机设备，之后驱动相应的主／从机驱动程序运行，数据传送和接收，根据总线的活动情况判断是否挂起。系统流程图如图3所示：