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　　philips公司的isp1362是一款符合usb 2．0總線協議的接口芯片，內部有3個usb控制器一主機控制器、設備控制器和otg控制器。其中，主機控制器具備高度優化的usb主機功能；設備控制器則具有多達14個可編程端點，又可以被配置成雙緩沖端點進一步提高吞吐量：而otg控制器主要提供包括監控和轉換功能在內的所有otg控制。isp1362內部構造如圖1所示。

　　2 usb otg主／從機系統設計

　　usb otg主／從機系統設計包括硬件設計和軟件設計兩大模塊。其中硬件電路主要是usb接口電路板的設計；軟件設計包括設備初始化、系統的功能設計、設備驅動程序設計等，下面分別介紹系統軟、硬件系統的設計方法。

　　2．1 系統硬件電路設計

　　usb otg主／從機設計的硬件電路如圖2所示，圖中atmega 32的pd口和ipa口用于控制isp1362的時序，pb口和pc口則用于與isp1362的d[0．．15]進行數據交換。isp1362芯片有port1和iport2兩個usb接口。port1是個綜合接口，可以配置成downstream、upstream或者是otg；port2是作為固定的downstream，主要接一般的usb設備。當isp1362做主機時，主機內部的寄存器通過檢測其相應狀態寄存器的值就可以判斷是port1還是port2接了設備，從而進行相應的處理。

　　isp1362的port1口主／從機功能通過id、otgmode兩引腳電平的高低組合來確定。當otgmode引腳接低，無論id電平如何，則芯片的port1口只能otg用；如果otgmode接高，id接低，芯片的port1口作主機使用；otgmode接高，id也接高時，則芯片的port1口作外設使用。在電路中通過15kΩ的上拉電阻和下拉電阻實現id、otgmode兩引腳電平的高低變化。

　　2．2 系統軟件設計

　　本設計的主機系統是一個軟件和硬件的集合體，功能的實現不依賴于任何操作系統，而是通過中斷來調度各個任務，使之滿足usb通信的要求，因此系統是按照協議規范和特定的時序運行的。

　　本系統是isp1362工作于主／從機模式下的應用，按系統硬件電路配置完成接口芯片，然后對其編程，就可以進行usb數據傳輸。系統工作流程如下：首先進行系統初始化，構建ptd傳輸描述符，接著總線枚舉過程，給外設分配地址，獲取外設的基本信息，并判斷外設為主機設備或是從機設備，之后驅動相應的主／從機驅動程序運行，數據傳送和接收，根據總線的活動情況判斷是否掛起。系統流程圖如圖3所示：

　　實現isp1362芯片的軟件編程控制，就是對該芯片的cs、rd、wr、a0、a1引腳的控制。本文中cs代表片選，低電平有效；rd代表讀信號，低電平有效；wr代表寫信號，低電平有效；a0引腳電平的高低不同，分別表示傳輸的信號代表的是命令信號還是數據信號；a1引腳電平的高低不同，分別表示控制的是外設還是主機。通過上述幾個引腳信號的組合，可以實現讀寫控制isp1362的不同功能。除此之外，以下的幾個引腳對于控制isp1362也有重大意義：dreq1引腳代表dma請求輸出，當它高電平有效時，通知idma控制器主機正在請求數據傳送；dreq2引腳高電平有效時，通知dma控制器外設正在請求數據傳送；dack1引腳代表dma確認輸入，低電平有效時表明來自主機的dma傳輸請求已經被dma控制器確認；dack2引腳低電平有效時表明來自外設的dma傳輸請求已經被dma控制器確認；int1和int2引腳連接到外部微處理器的irq引腳，使得isp1362可以根據請求執行中斷服務程序。軟件設計具體工作流程如下：

　　(1)系統硬件初始化，包括atmega32和isp1362的初始化。avr微處理器是atmel公司的8位嵌入式risc處理器，它具有功耗低、速度快、輸出高、開發工具開放、性價比高等優點，它的程序存儲器和數據存儲器是可以獨立訪問的哈佛結構，因此代碼執行效率非常高。atmega系列單片機的內部模塊還很豐富，可用的資源也很多，本文對atmega32的初始化，就是要對它的i／o口、定時器、時鐘、看門狗等進行相應的設置，使之開始工作。而isp1362的初始化，就是當isp1362上電后，主機控制器驅動程序(hcd)必須通過一系列的硬件初始化步驟來配置主機控制器，從而進入可操作狀態。首先檢測主機控制器是否存在，此步由mcu(單片機)實現，本文通過mcl響hcscratch寄存器內寫入某個值，再從該寄存器中讀取，將讀出值與寫入數值進行比較，若相等，則可說明主機控制器存在；反之則出錯，無主機控制器存在。

　　(2)構建ptd描述符。ptd(phi l ips transfer descriptor)為isp1362主機控制器與外圍設備的通信提供了一個傳輸渠道，要在主機與外設之間進行通訊，首先需要構建一個ptd。ptd具有3種傳輸類型：控制和批量傳輸(非周期傳輸)ptd、中斷傳輸ptd和同步傳輸ptd。

　　(3)主機分配地址給設備，獲取設備描述符和設備的功能信息。主機通過不斷地向外設發送設備請求來獲取設備、端點的功能信息。獲取usb設備描述符的過程分為三個步驟：a．主機通過設備的默認端點獲取設備描述符，為設備分配一個惟一的地址；b．主機讀取配置描述符信息、接口描述符信息和端點描述符信息；c．根據設備的相關信息調用相應的事務處理程序。

　　(4)設備枚舉成功之后，主機就可以根據已編寫的進程與外設進行usb通信，等待、查詢數據的發送和接收。

　　(5)數據發送或接收完畢之后，根據querybus函數查詢總線的活動情況，判斷設備是否需要掛起。

　　2．3 設備驅動程序

　　要實現主機對從機的讀寫，usb主機必須具有相應的驅動，對各種讀寫指令進行封裝、解釋和執行。開發驅動有很多種方法，本文采用直接在usb主機接口驅動上層封裝一個usb傳輸api 函數-usbxfer，應用于實現各種usb傳輸。

　　3 結束語

　　本文設計的usb 0tg主從機系統性能穩定，數據傳輸效率高。測試表明，此設計能夠正確地實現usb 0tg主從機間的數據交換，性能可以滿足設備間的數據傳輸要求，同時又能很好地控制成本，具有一定的實用價值。