USB/EPP轉(zhuǎn)接系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與分析

摘要：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)USB/EPP 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，給出其硬件設(shè)
計(jì)方案并討論了相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)， 使其實(shí)現(xiàn)USB 接口到EPP
接口的相互數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。使僅具有EPP 接口的傳統(tǒng)儀器設(shè)備
借助于USB/EPP 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)擁有USB 總線所提供的即插即用
和設(shè)備插架特性， 方便其通過USB 接口靈活接入同時(shí)擁有
多個(gè)外設(shè)的計(jì)算機(jī)主機(jī)系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：USB；EPP；轉(zhuǎn)接系統(tǒng)
中圖分類號(hào)：TP368.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào):1008- 0570(2005)11- 2- 0166- 03

在傳統(tǒng)的I/O 模式中，計(jì)算機(jī)外設(shè)通常映射為
CPU 中固定I/O 地址，要求由主機(jī)分配一個(gè)指定的
IRQ 中斷請(qǐng)求。由于PC 機(jī)的端口和中斷資源有限，因
而使外設(shè)的可擴(kuò)展性受到局限；同時(shí)，隨著電腦應(yīng)用
的拓展，PC 機(jī)的外設(shè)接口越來越多，外設(shè)對(duì)系統(tǒng)資源
的獨(dú)占性也容易導(dǎo)致系統(tǒng)資源沖突。由于各種外部設(shè)
備不斷增加，容易導(dǎo)致各種I/O 沖突。
由Intel、Compaq、Microsoft、IBM等廠商所提出的
USB 總線標(biāo)準(zhǔn)，基于即插即用和設(shè)備插架技術(shù)，設(shè)備
接入時(shí)不影響應(yīng)用程序的運(yùn)行，具有良好的可擴(kuò)充性
和擴(kuò)展的方便性。目前USB 協(xié)議已經(jīng)發(fā)展到了最新的
2.0 版本，可支持峰值傳輸速率為480Mbps 的高速外
設(shè)，可提供4～8 個(gè)USB 2.0 接口，同時(shí)通過USB 集線
器（HUB）的擴(kuò)展還可以支持多達(dá)127 個(gè)外設(shè)同時(shí)連
接，基本上解決了各種外設(shè)同時(shí)存在同時(shí)使用的所有
問題?；赨SB 接口的上述優(yōu)點(diǎn)，目前的計(jì)算機(jī)，特別
是筆記本計(jì)算機(jī)基本上都只配備USB 接口，而取消了
傳統(tǒng)的串口和并口，這對(duì)那些以前購(gòu)置的需要與計(jì)算
機(jī)進(jìn)行通信而只有串口或并口的各種儀器的繼續(xù)使
用造成了極大的障礙。

針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)字化儀器與計(jì)算機(jī)通信中存在的
接口不足的問題，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)USB/EPP 轉(zhuǎn)接系
統(tǒng)，使其能夠從計(jì)算機(jī)的USB 接口接收數(shù)據(jù)，經(jīng)過格
式轉(zhuǎn)換，從USB/EPP 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)的并行接口EPP 發(fā)送給
傳統(tǒng)的儀器設(shè)備；同時(shí)也能夠從USB/EPP 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)的
并行接口EPP 接收數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)化為USB 幀格式，并
發(fā)送到計(jì)算機(jī)的USB 接口。從而使僅具有EPP 接口
的傳統(tǒng)儀器設(shè)備借助于USB/EPP 轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，可以繼續(xù)
正常使用。
2 USB 總線
2.1 USB 系統(tǒng)描述及總線協(xié)議
USB 是一種電纜總線，支持在主機(jī)和各種即插即
用外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。由主機(jī)預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議使
各種設(shè)備分享USB 帶寬，當(dāng)其它設(shè)備和主機(jī)在運(yùn)行
時(shí)，總線允許添加、設(shè)置、使用以及拆除外設(shè)，這為多
個(gè)儀器設(shè)備共享同一個(gè)主計(jì)算機(jī)提供了可能。USB 協(xié)
議采用了管道模型的軟硬件協(xié)議，摒棄了一般外設(shè)協(xié)
議的端口映射方式，從而有效地避免了計(jì)算機(jī)應(yīng)用系
統(tǒng)I/O 端口地址沖突。
根據(jù)功能劃分，一個(gè)USB 系統(tǒng)由三個(gè)部分組成：
即USB 互連、USB 主機(jī)和USB 設(shè)備。圖1 給出了USB
系統(tǒng)的通用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。