USB 2.0 高速主機適配卡的設計

摘要：介紹一種新型的ＵＳＢ２．０高速主機適配卡的設計。通過主機ＰＣＩ總線接口，利用ＵＳＢ２．０主控制器，針對ＵＳＢ２．０高速數據傳輸帶來的ＥＭＩ／ＥＳＤ問題，進行了全面的考慮和設計。ＵＳＢ２．０高速主機適配卡性能完善、功能齊全，并已經通過ＥＭＣ國際認證。

    關鍵詞：USB2.0  主機適配卡 PCI EMC

ＵＳＢ接口可提供雙向、實時的數據傳輸，具有即插即用、性能可靠、價格低廉等優點，目前已成為計算機和通信電子產品連接外圍設備的首選接口。由于高速ＵＳＢ集線器、高速ＵＳＢ功能部件的不斷涌現，如數字圖像器、掃描儀、視頻會議攝像機、大容量數字存儲設備等新型ＵＳＢ設備，在計算機和這些復雜的ＵＳＢ外設之間需要建立一個高速、高性能的數據傳輸。ＵＳＢ２．０正是為了滿足這種需求提出的，它的傳輸速率為４８０Ｍｂｐｓ。高速ＵＳＢ２．０與全速ＵＳＢ１．１和低速ＵＳＢ１．０完全兼容。雖然新式的計算機至少提供兩個ＵＳＢ端口，但多數都只能用于ＵＳＢ１．１和ＵＳＢ１．０的數據傳輸，不能支持ＵＳＢ２．０的數據傳輸。ＵＳＢ２．０高速主機適配卡，可直接插入計算機的擴充槽內，利用ＰＣＩ總線接口、可支持ＵＳＢ的操作系統，實現ＵＳＢ２．０的高速數據傳輸。

ＵＳＢ界面通過ＵＳＢ主控制器與計算機主機系統相連接。ＵＳＢ主控制器不但提供與主機的ＰＣＩ總線接口，同時也包含根集線器。根集線器可提供一個或多個連接點用于ＵＳＢ設備的連接，從而使主機操作系統與ＵＳＢ設備之間可以彼此通信。ＵＳＢ２．０主控制器是設計ＵＳＢ２．０高速主機適配卡的主要芯片。目前世界上許多大公司如ＮＥＣ、ＰＨＩＬＩＰＳ、ＶＩＡ等都相繼推出ＵＳＢ２．０主控制器。本文采用ＮＥＣ公司生產的ＵＳＢ２．０主控制器 ｕＰＤ７２０１００，設計出新型ＵＳＢ２．０高速主機適配卡，測量結果良好，滿足ＵＳＢ２．０的設計規范，達到ＵＳＢ２．０設計要求，并已經通過ＥＭＣ國際認證。

１ ＵＳＢ２．０高速主機適配卡的設計

１．１ ＵＳＢ２．０主機系統與ＵＳＢ設備之間的工作流程

ＵＳＢ主機系統可分成客戶、ＵＳＢ系統、ＵＳＢ主控制器三層。ＵＳＢ設備也可分成功能部件、ＵＳＢ邏輯設備、ＵＳＢ總線接口三層，如圖１所示。

ＵＳＢ主控制器實際上是主機系統方面的ＵＳＢ總線接口，它主要處理電氣層和協議層之間的相互作用。ＵＳＢ系統包括主控制器驅動程序、ＵＳＢ驅動程序、主機軟件三部分，利用主控制器管理主機和ＵＳＢ設備之間的數據傳輸。客戶負責管理與ＵＳＢ設備直接作用的全部軟件。總之，整個ＵＳＢ主機系統可以提供以下功能：檢測ＵＳＢ設備的連接和斷開、管理主機與ＵＳＢ設備之間的標準控制流和數據流、收集狀態和事務的統計信息、控制主控制器與ＵＳＢ設備之間的電氣接口，如數據線有限功率的供給等。

圖

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