USB2.0特性及USB单片机

通过USB1.1和USB2.0的比较，明确了哪些东西是不用去学习研究的。需要考虑的是如何执行USB2.0的总体结构。如果Cypress公司仍停留在使用原来的结构，则USB将包括：在I/O一边的FIFO和另一边的端点缓冲器。但是，因为USB2.0工作非常快，以至于这两种缓冲器将会是巨大的，从而增加了器件的成本。

“量子”FIFO思想是一个有创造性的方法，它把几种功能都结合起来，以便FIFO能被外界看见；而端点缓冲器在芯片内部才能看见，但它们的作用都是相同的。在以前的结构中，存储器都是分开的。作为分开的FIFO容易在不同的时间域保持。采用USB和对外部I/O执行的方法，不同的时间域仍然是必要的，但这是更合理的方法。多芯片方法的设计师必然要回到两个FIFO的布局，总体成本与这两个大的器件有关。 FX2的灵活性由于有通用可编程接口（GPIF）而得到增强，它是一个可编程状态机。它能产生全部控制信号，例如：作为ATAPI硬盘驱动、DSL（数字用户线路）的Utopia接口或打印机的增强并行接口（EPP）。关键之处是能用相同的部件来寻址所有这些不同的接口，而不需要粘合连接逻辑。这也扩展到微处理器，如PowerPC、数字信号处理器（DSP）和PCMCIA（个人电脑存储器卡国际协会）器件，其中的每一种都需要一个不同的部件作粘合连接。因此，采用单芯片方法可以降低成本。通用可编程接口使FX2能为这些设备的每一接口进行调节。

设计师必须编制GIPF（通用可编程接口）程序，但Cypress公司提供了编制适当接口的软件工具，从而不必了解如何接口的具体过程。在此领域，公司还有帮助设计师的参考设计。

如前所述，FX2有三种封装形式：一是56脚的SOPP；二是100脚的TQFP（薄形四方扁平封装）；三是128脚的TQFP。引脚数的区别在于输入、输出引脚数的不同。尽管Cypress公司的重点是在前两种封装，但128脚封装正好适合设计师必须采用外部数据总线、地址总线和8KB RAM的情况。这使得结构可扩展，给了设计师一个增加路径的空间。

三、USB单片机

下面介绍Infineon 8位和16位USB单片机的结构和性能特点。图6是8位USB单片机C541的内部结构框图；图7是16位USB单片机SABC161的内部结构框图。从图中可见，其基本结构与普通单片机没有多大区别，只是左下角增加了USB收发模块（包括锁相环PLL）。8位USB单片机C541有44个引脚P-LCC 封装及P-SDIP-52封装。并口1（Port1）可作6位到8位的数字接口。快速USB总线，使开发的多媒体产品更具竞争力。

图6 8位USB单片机C514的内部结构框图

BRG:基本波特速率发生器ASC：异步串行通信DMA：直接存储器存储
USART：通用同步异步收发器SCU：串行控制单元OCDS：操作控制文件系统
RTC：实时时钟JTAJ：测试联合行动组织PEC：保护选通控制