USB3.0 主機控制器uPD720200在嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)上的應(yīng)用
摘要：近年來隨著網(wǎng)絡(luò)接入方式越來越發(fā)達，數(shù)字媒體的日益普及，很多家庭都擁有了各種各樣的媒體播放和存儲設(shè)備。為了管理日益龐大的媒體文件，市場上出現(xiàn)了一種專門用來共享媒體文件的媒體網(wǎng)關(guān)。為了傳輸那些體積巨大的媒體文件到這個設(shè)備中，USB3.0接口是一個非常好的選擇。本文主要介紹瑞薩電子的USB3.0主機控制器Upd720200在這類設(shè)備中的應(yīng)用.
一：嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)
嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)通俗的來說就是一臺嵌入式的計算機，其架構(gòu)和我們平常了解的個人電腦的架構(gòu)基本類似，只是在普通個人電腦的基礎(chǔ)上簡化了相關(guān)的輸入輸出設(shè)備，以降低整個系統(tǒng)的成本。大多數(shù)嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)框圖如下：
從框圖我們可以看出來，嵌入式CPU是整個系統(tǒng)的核心，嵌入式CPU本身帶有各種各樣的外部I/O接口。就上面的框圖而言，SDRAM為系統(tǒng)軟件的運行提供動態(tài)存儲器空間、FLASH用來存儲系統(tǒng)的固件代碼、SATA和USB2.0接口用來連接外部存儲裝置、PCI Express接口用來給系統(tǒng)擴展其他的功能卡、以太網(wǎng)接口為系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)連接功能。 通常來講，嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)運行Linux操作系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)來訪問和控制整個系統(tǒng)。
二： USB3.0主機控制器Upd720200在嵌入式媒體中心中的應(yīng)用
隨著數(shù)字媒體的日益普及，高清視頻、數(shù)碼照片的容量動輒幾個GB，而大容量閃存、MP4及“海量”移動硬盤等USB設(shè)備的不斷增加，使我們隨時需要傳輸幾GB甚至幾十GB的大文件到我們的媒體中心去，如果使用原來的USB2.0接口，傳輸這些文件往往要等待幾分鐘甚至幾十分鐘。這樣給用戶的體驗就非常的不好。為此我們需要引入新一代的USB3.0接口，使用這種接口，不僅能使我們系統(tǒng)能在幾十秒甚至幾秒就能完成GB級的數(shù)據(jù)傳輸而且還能和已有的USB設(shè)備保持兼容。
USB3.0又稱為SuperSpeed USB。USB3.0包含了USB2.0的所有特性，且USB3.0大幅提升了傳輸速度，其最大傳輸帶寬高達5.0Gbps，即625MB/s。USB 3.0采用對偶單純形四線制差分信號線，支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸。USB3.0和USB2.0特性對比列表如下：
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特性 |
USB3.0 |
USB2.O |
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Logo |
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USB接口以及電纜示意 |
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數(shù)據(jù)速率 |
超高速（最大5.0Gbps） 全速(最大12 Mbps) |
高速（最大480Mbps） 全速(最大12 Mbps) |
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傳輸線數(shù)量 |
兩對超高速的傳輸線路 一對線路可以傳送高速/全速/低速三種速度 |
一對 一對線路可以傳送高速/全速/低速三種速度 |
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數(shù)據(jù)接口 |
全雙工雙向數(shù)據(jù)傳輸 |
半雙工，只能提供單向數(shù)據(jù)流傳輸 |
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傳輸協(xié)議 |
主機主導(dǎo)傳輸，設(shè)備可以異步請求服務(wù)，數(shù)據(jù)包直接路由到對應(yīng)外設(shè) |
主機主導(dǎo)傳輸，數(shù)據(jù)包為廣播方式在總線上傳輸 |
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電源管理 |
多級電源管理方式，支持空閑、睡眠和掛起模式（狀態(tài)），支持鏈路、設(shè)備和功能層次上的電源管理 |
設(shè)備層上的電源管理 |
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總線供電 |
在設(shè)備未配置的狀態(tài)下比USB2.0增加50%的電量（150mA），在配置狀態(tài)下能夠提供900mA的電量（比USB2.0增加80%） |
最大500mA |
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端口狀態(tài) |
端口能硬件監(jiān)測設(shè)備的連接狀態(tài)，并使端口進入SuperSpeed的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài) |
硬件檢測設(shè)備連接狀態(tài)，由系統(tǒng)軟件通過端口命令使端口進入傳輸狀態(tài) |
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傳輸方式 |
SuperSpeed繼承USB2.0的4種傳輸方式，批量傳輸具備“流式”傳輸?shù)哪芰?/span> |
4種基本傳輸方式：控制、批量、中斷和同步傳輸 |
瑞薩電子作為USB相關(guān)規(guī)格制定團體“
針對嵌入式應(yīng)用，我們提供Windows和Linux兩種操作系統(tǒng)下的驅(qū)動程序，大大減小客戶端驅(qū)動軟件編寫的工作量，便于用戶能快速的將這個器件集成到他們的應(yīng)用中。
三：USB3.0 接口給用戶帶來的良好體驗
在家庭中用到的嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)，主要是用來存儲用戶高清視頻和照片的。而這些高清視頻的文件體積都非常的巨大，譬如一部90分鐘的1080P的高清電影，其占用的存儲空間可能需要25GB左右，那么使用不同的USB技術(shù)傳輸這些數(shù)據(jù)需要消耗的時間我們做了一個對比，從中我們就可以發(fā)現(xiàn)其中巨大的差距以及USB3.0給用戶帶來良好體驗。
綜上所述，在嵌入式的媒體網(wǎng)關(guān)中加入USB3.0主機接口器件Upd720200，當(dāng)連接USB3.0的設(shè)備向其傳輸體積巨大的媒體文件時，可以給用戶帶來非常好的使用體驗。
目前，瑞薩電子中國區(qū)授權(quán)代理商世強電訊可為USB3.0主控芯片提供現(xiàn)貨供應(yīng)。世強電訊擁有強大的技術(shù)支持團隊和完善的物流體系，同時為瑞薩電子的USB產(chǎn)品線配置了專職的銷售和技術(shù)支持人員，可以快速響應(yīng)客戶的技術(shù)和物流需求。
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關(guān)鍵字： 嵌入式 物聯(lián)網(wǎng) 計算機
