瞄准嵌入式应用的USB桥接芯片大幅简化开发流程

英国IC设计公司飞特帝亚(FTDI)最近针对嵌入式应用发佈了全新智慧型USB主控端桥接器芯片Vinculum系列，据称能让各种嵌入式产品快速导入USB功能，所需开发时间甚至可从数天缩短至半天，大幅节省了所需工程资源与人力。  

在USB几乎已成为PC、笔记型电脑等围绕个人应用领域之标准连接配备的今天，FTDI选择了过去USB较少涉及，但却对USB连接功能具有极大需求潜力的嵌入式市场做为切入点。  

FTDI亚太区经理黄帝文指出，尽管USB已经是许多系统单芯片(SoC)所内含的功能，而且已在IT或一些消费市场成为主流应用，但从嵌入式系统的角度来看，仍然有许多产品并未使用这类SoC芯片，如当红的Wii或PS2，就不是基于这类SoC的产品。  

这意味着有更多嵌入式应用事实上并未整合USB功能，如RFID读取器、印表机或多功能复合机等输出装置、智慧型玩具、ZigBee接取点、智慧型输入设备、POS週边、医疗设备、资料记录器等。要具备USB功能，就必须在这些产品中加入USB晶片，然而，“尽管USB已经成为一种极通用的介面，但其协议的複杂度却经常让许多工程师望而却步，”黄帝文表示。  

举例来说，针对大量储存(如快闪碟)、人机介面(如滑鼠)、外部输出(如印表机)等装置，都有不同的USB协议类别，“要完全弄懂这些协议，是一件旷日费时的工作，”黄帝文表示。不过，目前Vinculum所支援的USB设备类别已扩充到了HID、Hub、以及CDC等。他指出，Vinculum晶片提供了一种创新的单晶片解决方桉，能让现有或是计划中的新数位产品，轻松导入USB Host功能，时间甚至可从数天缩短至半天左右。  


                                 图：FTDI第一代USB主控端桥接芯片VNC1L的硬体结构图。  

嵌入式市场对USB的需求正日益成长，这一点从专门提供USB桥接方桉的FTDI近年来成长率中可看出端倪。该公司表示，过去几年来，其年平均年複合成长率均达30%，显示嵌入式市场对USB的接受度正日益升高。  

FTDI目前已推出了Vinculum系列的第一代产品VNC1L系列。这一系列元件不仅提供USB主控端介面及资料传输功能，而且可透过内建的处理核心和嵌入式快闪记忆体，直接支援至USB设备类别的层次。例如，当连接至资料储存装置，如USB随身碟以及数位相机时，Vinculum即能自动辨识并支援FAT档桉格式。  

黄帝文表示，“VNC1L运用智慧且透明的方式，在晶片级将所有USB协议问题都解决掉了。”该公司在芯片内部整合了大量储存、人机介面(HID)、Hub等几乎所有通用的类别，并为用户提供了类似DOS环境的直觉式介面，只要输入类似DOS的指令，如’DIR’、’RD’或是’SUD’等指令，就可进行目录作业、档案或电源管理等作业。  

在介面支援部份，VNC1L提供了4线串列UART介面、12线平行FIFO介面，以及4线的串列SPI介面，让使用者能以类似DOS的高阶指令集，经由这些介面直接与USB芯片沟通，克服USB协议的设计障碍。  

“这代表工程师无需再跟着作业系统的改朝换代而频频撰写新版驱动程式，事实上，目前通行的作业系统经常更新版本，已经成为必须撰写驱动程式的设计师最头疼的困扰了，”黄帝文指出。  

FTDI目前提供的USB连接解决方桉包含芯片、韧体、软体、电路板设计及评估模组等，可让客户在极短时间内将在嵌入式系统产品中导入USB功能。  

作者：邓荣惠   

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* 什么是USB？ 
USB(Universal Serial Bus，通用串列汇流排) 是连接外部设备的一个串列汇流排标准，在电脑上使用广泛，但也可以用在机顶盒和游戏机上，补充标准(On-The-Go)使其能够用于在可携设备之间直接交换数据。USB最初是由英特尔与微软公司倡导发起，其最大的特点是支持热插拔(Hot plug)和即插即用 (Plug&Play)。当设备插入时，主机枚举(enumerate)此设备并载入所需的驱动程序，因此使用远比PCI和ISA汇流排方便。原标准中USB 1.1的最大传输频宽为12Mbps，USB 2.0的最大传输频宽为480Mbps。