Consideraciones sobre el diseño en la adición de comunicaciones USB Para aplicaciones integradas

Diseño de una aplicación con bus de serie universal (USB) de comunicaciones permite a un sistema para ser capaz de comunicarse con una amplia variedad de dispositivos host USB y proporciona una opción de alimentación conveniente a través de la conexión USB. Impresoras de hoy, teléfonos celulares, cámaras digitales, reproductores multimedia, discos duros externos y sistemas de juego de todos los datos de transferencia mediante el protocolo USB. Tener tanto el poder como la capacidad de comunicación de datos en un solo cable añade comodidad y flexibilidad a las aplicaciones. Además, la especificación USB permite hasta 127 dispositivos a ser conectados a un solo bus y soporta una gran variedad de clases de dispositivos, incluyendo el dispositivo de interfaz humana (HID) clase, que se forma nativa con el apoyo de la mayoría de los sistemas operativos y no requiere instalación de controladores . Máquinas host determinan el tipo de dispositivo USB conectado durante el proceso de enumeración. Después de conectar un dispositivo USB a un host, el dispositivo USB descriptores envía al host que indican el tipo de dispositivo y qué controladores cargar. Los desarrolladores pueden actualizar los sistemas de legado para añadir conectividad USB, o pueden diseñar nuevos sistemas que incluyen USB desde el principio. Una MCU USB o un puente USB con funciones fijas pueden abordar ambos escenarios. La siguiente tabla muestra las opciones para la adición de comunicaciones USB a un sistema, así como los requisitos de desarrollador y el usuario final.Elección de una opción de comunicación USB depende de varios factores, incluyendo si el desarrollador está actualizando un sistema existente o la creación de un nuevo sistema.Los desarrolladores que crean un nuevo sistema tienen flexibilidad para elegir el mejor método de adición de las comunicaciones USB. El desarrollador puede diseñar el sistema en torno a una MCU USB o una función fija de puente de comunicación USB y cambiar los aspectos del diseño para adaptarse a la solución USB. De función fija puentes de comunicación USB proporcionan la solución más fácil de agregar las comunicaciones USB a un nuevo diseño, sino proporcionar la menor cantidad de flexibilidad. Están disponibles como una función fija USB puente de comunicación HID o no HID, tales como COM virtual puente de USB a UART puerto (VCP). Cuando se utilizan estos puentes de comunicación, experiencia USB no es necesario porque firmware USB y el desarrollo de controladores no son necesarios. Para los dispositivos de clase no HID, los fabricantes proporcionan los controladores necesarios para los sistemas operativos compatibles. Los fabricantes también suelen proporcionar bibliotecas de vínculos dinámicos (DLL), que ayudan en el desarrollo de aplicaciones de host USB. La clase de dispositivo HID está ganando aceptación como una opción de conexión general para los sistemas integrados debido a la flexibilidad, el rendimiento global y la falta de instalación del controlador. Dado que la clase HID es soportado nativamente por la mayoría de los sistemas operativos, no se requiere el desarrollo de controladores, y los usuarios finales se puede conectar un dispositivo a la derecha de la caja y empezar a utilizarlo. USB MCU proporciona la mayor flexibilidad y control sobre la interfaz de comunicación USB, pero requiere la mayor cantidad de esfuerzo de diseño. Los desarrolladores deben generar toda firmware USB, y si se crea un dispositivo de clase no HID, deben escribir los controladores de dispositivos. Esto requiere un poco de experiencia USB, como escribir firmware USB y los controladores de dispositivo no es un ejercicio trivial. Agregar funcionalidad USB a un sistema añade comodidad y flexibilidad al permitir las comunicaciones con una amplia gama de dispositivos host USB, así como la adición de una opción de poder que puede proporcionar hasta 500 mA en un solo cable. Silicon Labs ofrece una amplia variedad de USB MCUs, así como de funciones fijas puentes de comunicación USB, incluyendo USB-to-UART, HID USB a UART, y los dispositivos de puente de USB a SMBus HID. Pequeño MCU USB y de funciones fijas puentes de comunicación USB proporcionan una forma rentable para añadir comunicaciones USB a los nuevos diseños o sistemas heredados.