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基于mClinux的嵌入式USB接口设计

摘 要：本文讨论了嵌入式设备中USB接口设计的方法及注意事项，结合具体工程项目给出了一个设计实例，而且结合该硬件电路探讨了如何在mClinux下编写USB的驱动程序。
关键词：嵌入式设备；USB；mClinux

引言
越来越多的嵌入式设备与外部连接要求更简洁、方便、智能化，所以，USB接口在嵌入式设备中的应用会越来越广泛。本文是“信息家电网络控制平台技术”项目中USB接口的实际设计部分。在该项目中，硬件平台采用了S3C4510B微处理器，软件系统是在mClinux下开发的，项目结题后，组建了USB总线的家居网络系统，实现了信息家电的上网。本文介绍了该嵌入式系统设计中的USB模块软硬件设计。

USB接口硬件设计
S3C4510B没有内置的USB控制器，但提供了两个GDMA通道，可以满足USB高速数据传递的要求。本着与S3C4510B能衔接工作、自身适合在嵌入式设备中应用的原则，确定采用ISP1581高速USB接口芯片。　
ISP1581概述和设计分析
ISP1581是一款低功耗、功能强的高速USB接口器件，它完全符合USB 2.0 规范，并为基于微控制器或微处理器的系统提供了高速USB通信能力。ISP1581支持高速USB系统的自动检测，内部通用DMA 模块使得数据流很方便地集成。另外，多种结构的DMA模块实现了海量存储的应用。这种实现USB 接口的标准组件使得使用者可以结合微控制器，通过使用已有的结构和减少固件上的投资，从而用最快捷的方法实现了最经济的USB外设解决方案。此外，ISP1581可理想地用于许多嵌入式外设，例如打印机、扫描仪、DVD 和数码相机等等。
ISP1581与S3C4510B电路的设计实现
了解了芯片引脚的使用方法，则可以设计出它和S3C4510B的连接电路，如图1所示。
USB接口电路如图2所示。在该图中，1.5kW的电阻要求较高，阻值范围必须是1.5kW±5%内。
采用12MHz的晶振，以便与S3C4510B的晶振相匹配，电容的值一般为20pF左右，以使晶振更好地起振和消噪。
此外，设计印制电路板时要考虑减小信号之间的交叉干扰、电源干扰，降低噪声对电路的影响，提高整个系统的可靠性。在本系统的电路板上，晶体振荡电路对噪声比较敏感，因此在设计这部分电路时特别注意使晶振电阻、电容等相关器件与微控制器尽可能靠近。在布线时，使这部分电路的信号线不与