USB контроллеры фирмы Atmel

В настоящее время фирма Atmel выпускает контроллеры хабов (концентраторов), реализованные на основе конечных автоматов и не требующие специальных программных средств, и комбинированные контроллеры хаб/встроенная функция, реализованные с использованием 8-разрядных RISC микроконтроллеров AVR.

К контроллерам хабов относятся приборы AT43301 и AT43312A, комбинированными контроллерами являются приборы AT43320 и AT43USB321.

Контроллеры хабов AT43301 и AT43312A

Основные характеристики

• Полная совместимость с USB Spec Rev 1.1
• Четыре нисходящих порта и один восходящий порт
• Пересылки данных на полной (12 Mb/s) и малой (1.5 Mb/s) скорости
• Встроенный USB контроллер с питанием по шине и двумя оконечными точками Endpoint0 и Endpoint1
• Работа хаба с питанием по шине или с собственным источником питания
• Мониторинг перегрузки портов по току: общий по всем портам (AT43301) и по каждому порту (AT43312A)
• Коммутация питания портов: общая по всем портам (AT43301) и по каждому порту (AT43312A)
• Вывод состояния, выдающий сигнал индикации режима работы
• Частота тактового генератора 6 МГц, встроенная PLL обеспечивает внутреннюю частоту 48 МГц
• Работа при напряжении питания 5 В, встроенный стабилизатор напряжения 3,3 В
• Типовое потребление в активном режиме 24 мА, в отложенном режиме 150 мкА
• 24-выводной корпус SOIC (AT43301) 32-выводные PDIP, SOIC и LQFP (AT43312A)

Краткое описание

Контроллеры AT43301 и AT43312A поддерживают один восходящий и четыре нисходящих порта. Они соединяются с восходящим хабом или ведущим/корневым хабом посредством Port0, тогда как другие порты подсоединяются к внешним нисходящим USB приборам.

Контроллер USB хаба AT43301 разработан для использования в очень дешевых USB хабах с собственным источником питания или с питанием по шине. Применениями для таких хабов могут быть автономные хабы для портативных/ноутбук PC а также встраиваемые хабы такой периферии, как клавиатура. Раздельное управление питанием портов контроллера AT43312A позволяет использовать его в более сложных применениях.

Хаб пересылает дифференциальные USB сигналы между портом Port0 и портами Ports[1:4] в обоих направлениях. Недорогой прибор AT43301 реализует мониторинг и управление питанием всех портов одновременно и поставляется в 24-выводном корпусе SOIC. Прибор AT43312A отличается от прибора AT43301, в основном, возможностью мониторинга и управления питанием каждого порта и, соответственно, корпусами.

Приборы поддерживают как малую (1.5 Mb/s) скорость транзакций, так и полную (12 Mb/s) скорость. Для снижения уровня EMI частота тактового генератора составляет 6 МГц, однако ряд внутренних схем работает с тактовой частотой 48 МГц, обеспечиваемой встроенной PLL.

Внутренне приборы содержат механизм последовательного интерфейса (Serial Interface Engine), повторитель хаба (Hub Repeater) и контроллер хаба (Hub Controller).

Задачами механизма последовательного интерфейса являются:

• Управление протоколом USB коммуникации
• Обнаружение/генерация USB сигналинга
• Разделение тактового сигнала/данных, шифрование/дешифрация данных, контроль/генерация CRC
• Последовательно/параллельное преобразование данных

Повторитель хаба отвечает за:

• Организацию восходящего соединения между выбранным устройством и ведущим
• Управление установкой соединения и его прекращением
• Управление обнаружением сбоев на шине и организацию восстановления правильных данных
• Обнаружение соединений/рассоединений по каждому порту

Контроллер хаба отвечает за:

• Пересчет соединений хаба
• Обеспечение ведущего информацией о конфигурации
• Предоставление ведущему информации о состоянии каждого порта
• Управление каждым портом, в соответствии с командами ведущего
• Управление питанием портов

Для ускорения процесса разработки устройств, на основе контроллеров хабов AT43301 и AT43312A фирма предоставляет комплект разработчика AT43DK301.

Документация:

		271Kb AT43301 контроллер хаба (концентратор)
		302Kb AT43312A контроллер хаба (концентратор)

Оценочные платы

465Kb AT43DK301 Оценочная плата для AT43301

Комбинированные полноскоростные контроллеры хаба/функции AT43320 и AT43USB321

Основные характеристики

• Полная совместимость с USB Spec Rev 1.1
• Встроенный USB хаб с четырьмя нисходящими портами и питанием по шине и от самостоятельного источника питания
• Один порт присоединенной функции с тремя оконечными точками
• Программируемый тактовый генератор на частоты 6/12 МГц с PLL
• Встроенный источник питания 3,3 В для USB
• 8-разрядное ядро AVR микроконтроллера с длительностью командного цикла 83 нс
• ROM программ емкостью 16 Кбайт (AT43USB321), возможность подключения внешней памяти программ с адресным пространством до 128 Кбайт (AT43320)
• SRAM емкостью 512 байт
• 32x8 рабочих регистра общего назначения
• 20 и 32 программируемых выводов портов I/O (соответственно AT43USB321 и AT43320)
• Программируемый последовательный UART
• Последовательный интерфейс SPI
• Один 8-разрядный и один 16-разрядный таймеры/счетчики с отдельными предварительными делителями
• Программируемый сторожевой таймер со встроенным генератором
• Внешние и внутренние источники прерываний
• 42-выводной корпус SDIP или 48-выводной корпус TQFP (AT43USB321), 100-выводной корпус LQFP (AT43320)

Краткое описание

USB комбинированные хабы AT43320 и AT43USB321 реализованы на основе однокристального USB контроллера, располагают встроенной функцией, позволяют подсоединить внешнюю память программ емкостью до 128 Кбайт (AT43320) и оснащены 16 Кбайтами масочно программируемой ROM (AT43USB321). Каждый USB хаб располагает пятью нисходящими портами один из которых является постоянно присоединенным. Внутренне приборы AT43320 и AT43USB321 содержат: USB хаб и интерфейс функции, повторитель хаба и высокопроизводительный 8-разрядный RISC микроконтроллер. Функции хаба и периферийного устройства реализованы в микропрограммном обеспечении микроконтроллера. Для ведущего USB встроенная функция представляется как присоединенный порт хаба со своими собственными адресом устройства и оконечными точками. Приборы могут быть запрограммированы на организацию количества внешних нисходящих портов хаба от 1 до 4 и сконфигурированы и использованы и как USB функция без хаба.

Аппаратный блок USB содержит USB приемопередатчик, механизм последовательного интерфейса (SIE) повторитель хаба, контроллеры оконечных точек и интерфейс с микроконтроллером. Аппаратные USB средства реализуют интерфейс с ведущим USB на уровне транзакций. В основе CPU прибора лежит AVR микроконтроллер фирмы Atmel, архитектура которого разработана с ориентацией на эффективное и высокопроизводительное программирование на языке C.

Разработка программных средств для прибора AT4USB321 ведется посредством тех же средств, что используются для разработки программ микроконтроллеров AVR. К ним относятся: компиляторы C, макро ассемблеры, отладчики/симуляторы программ, внутрисхемные эмуляторы. Прибор AT43USB321 совместим по кодам с прибором AT43320 и при разработке используется тот же самый комплект разработчика, содержащий исходные коды наиболее часто используемых применений.

Комбинированные контроллеры хаба/функции могут быть использованы в самых различных USB применениях. Фирма в качестве примера приводит использование контроллера AT43USB321 в дисплее монитора как хаба с двумя встроенными функциями: контроллера дисплея монитора и IR приемника.

В примере контроллер AT43USB321 взаимодействует с микроконтроллером монитора - ведущим микроконтроллером - посредством интерфейса I2C, поддерживающего двунаправленную коммуникацию, такую, как DDC2Bi. Микропрограммные средства внутри AT43USB321 работают как транслятор между ведущим системы и ведущим микроконтроллером.

Эта функция может быть выполнена без какой либо модификации программных средств ведущего микроконтроллера (микроконтроллера монитора), что обеспечивает очень гибкий путь к добавлению возможностей USB к любому монитору.

Предварительные данные

		60Kb AT43320 USB комбинированные хабы
		60Kb AT43USB321 USB комбинированные хабы