USB/EPP转接系统的硬件设计与分析

摘要：设计并实现了一个USB/EPP  转接系统，给出其硬件设计方案并讨论了相关技术细节，  使其实现USB  接口到EPP接口的相互数据转发。使仅具有EPP  接口的传统仪器设备借助于USB/EPP  转接系统拥有USB  总线所提供的即插即用和设备插架特性，  方便其通过USB  接口灵活接入同时拥有多个外设的计算机主机系统。关键词：USB；EPP；转接系统中图分类号：TP368.3  文献标识码：A文章编号:1008-  0570(2005)11-  2-  0166-  03在传统的I/O  模式中，计算机外设通常映射为CPU  中固定I/O  地址，要求由主机分配一个指定的IRQ  中断请求。由于PC  机的端口和中断资源有限，因而使外设的可扩展性受到局限；同时，随着电脑应用的拓展，PC  机的外设接口越来越多，外设对系统资源的独占性也容易导致系统资源冲突。由于各种外部设备不断增加，容易导致各种I/O  冲突。由Intel、Compaq、Microsoft、IBM等厂商所提出的USB  总线标准，基于即插即用和设备插架技术，设备接入时不影响应用程序的运行，具有良好的可扩充性和扩展的方便性。目前USB  协议已经发展到了最新的2.0  版本，可支持峰值传输速率为480Mbps  的高速外设，可提供4～8  个USB  2.0  接口，同时通过USB  集线器（HUB）的扩展还可以支持多达127  个外设同时连接，基本上解决了各种外设同时存在同时使用的所有问题。基于USB  接口的上述优点，目前的计算机，特别是笔记本计算机基本上都只配备USB  接口，而取消了传统的串口和并口，这对那些以前购置的需要与计算机进行通信而只有串口或并口的各种仪器的继续使用造成了极大的障碍。针对传统的数字化仪器与计算机通信中存在的接口不足的问题，本文设计了一个USB/EPP  转接系统，使其能够从计算机的USB  接口接收数据，经过格式转换，从USB/EPP  转接系统的并行接口EPP  发送给传统的仪器设备；同时也能够从USB/EPP  转接系统的并行接口EPP  接收数据，将其转化为USB  帧格式，并发送到计算机的USB  接口。从而使仅具有EPP  接口的传统仪器设备借助于USB/EPP  转接系统，可以继续正常使用。2  USB  总线2.1  USB  系统描述及总线协议USB  是一种电缆总线，支持在主机和各种即插即用外设之间进行数据传输。由主机预定的标准协议使各种设备分享USB  带宽，当其它设备和主机在运行时，总线允许添加、设置、使用以及拆除外设，这为多个仪器设备共享同一个主计算机提供了可能。USB  协议采用了管道模型的软硬件协议，摒弃了一般外设协议的端口映射方式，从而有效地避免了计算机应用系统I/O  端口地址冲突。根据功能划分，一个USB  系统由三个部分组成：即USB  互连、USB  主机和USB  设备。图1  给出了USB系统的通用拓扑结构。