请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
查看: 549|回复: 9

[分享] LPC5500/LPC54600系列双USB接口介绍

[复制链接]
  • TA的每日心情
    开心
    2022-11-30 13:07
  • 签到天数: 209 天

    [LV.7]常住居民III

    2736

    主题

    5385

    帖子

    0

    管理员

    Rank: 9Rank: 9Rank: 9

    积分
    25613
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-11 16:09:21 | 显示全部楼层 |阅读模式
    LPC5500/LPC54600系列双USB接口介绍


    1 简介
    1.1 Dual-USB 介绍
    LPC4300系列、LPC54000系列和LPC5500系列包含称为双USB接口的功能。该功能有助于将LPC产品组合与竞争对手区分开来。这些型号中的大多数,如LPC5500系列,都有带片上内置PHY的高速(HS)USB和全速(FS)USB。双USB型号提供高达480Mbit/s的吞吐量,可满足任何MCU应用的高速数据传输要求。与仅使用 FS USB PHY 的竞争对手不同,双USB型号同时包含FS和HS片上PHY,这可以大大降低设计复杂性。
    11.png
    12.png
    双USB接口支持许多有趣且有用的应用,如 LPC5500 MCU 系列。
    1.2 USB 历史记录、标准和速度定义
    USB实施者论坛(USB-IF)是一家维护USB文档和合规程序的非营利组织,负责监管USB。USB规范经历了多次修订。
    1. USB 1.0于1996年1月定稿。原始规格仅包括两种速度的支架:
    • 低速(LS):支持1.5Mb/s
    • 全速(FS):支持12Mb/s
    2. USB 1.1于1998年开发。在这次修订中,对USB 1.0规范进行了一些澄清和改进。
    3. USB 2.0于2000年4月发布,接下来发生了重大变化。在这次修订中,规范中增加了一个新的速度,即高速(HS)。速度高达480Mb/s。此规范版本向后兼容USB 1.1和1.0。
    4. USB 3.0于2008年11月发布,并保持了相同的向后兼容性。此版本提供了高达5Gb/s的速度。USB 3.0还提供了一个新的物理连接器。

    5. 最近,USB-IF宣布了USB 3.1的计划,届时速度将提高到10Gb/s。
    13.png
    2 为什么使用高速USB
    HS USB的性能增强取决于USB 2.0标准的新功能。
    2.1 低延迟的中断传输
    在FS/LS USB中,1毫秒的帧速率用于多种用途,例如调度对总线的访问,并用作中断和同步传输的定时基准。对于HS,引入了更高的帧速率,同时仍保持与现有1 kHz速率的关系。HS使用125us长的微帧(每毫秒8个微帧)。通过在八个连续的微帧中重复每个帧编号,在HS-SOF分组中保持与1ms帧编号的对应。HS可能指定每个微帧最多三次同步或中断传输。FS每帧传输一次,提供192MB/s的最大同步或中断传输速率。

    14.png

    2.2 较大长度的数据包
    LS、FS和HS的最大数据包大小见表 2。

    15.png

    2.3 USB HID 鼠标应用程序示例
    大多数市面上的USB鼠标使用125Hz的更新频率,可以满足一般要求。但进入电子竞技游戏鼠标领域时,125Hz的更新速度不够
    快。
    USB鼠标使用USB HID类(中断传输)。图 4显示了市场上典型的 FS USB 鼠标延迟。
    A1是按下鼠标按钮的时间,A2是USB向PC发送HID报告的时间。如图 4所示,延迟可能高达6毫秒(125Hz报告速率)。在最坏
    的情况下,延迟可能达到8毫秒。
    16.png

    在对HS USB进行相同测试时,报告速率配置为最大8kHz,延迟为119us。在最坏的情况下,延迟只有125us。
    17.png

    中断传输间隔也可以从USB数据线信号中看出:
    • 在FS USB中:最小中断传输间隔为1毫秒。
    • 在HS USB中:中断传输最小间隔可达到41.6us(125/3us,参见低延迟的中断传输)。在大多数用例中,125us间隔足够快。

    18.png

    19.png

    3 使用SDK开始USB演示
    本节提供了一个实践指南,帮助您开始使用SDK评估USB演示。让我们以LPC55S69为例。LPC55S69 EVB板有四个USB微型连
    接器:P10、P5、P9、P6。

    20.png

    21.png

    3.1 USB 堆栈配置
    3.1.1 启用/禁用双USB端口
    在USB0(FS)和USB1(HS)之间切换。Change the macro in usb_device_config.h.
    • 要启用/禁用 USB1,change USB_DEVICE_CONFIG_LPCIP3511HS to 1/0。
    • 要启用/禁用 USB0,change USB_DEVICE_CONFIG_LPCIP3511FS to 1/0。
    3.2 硬件连接
    • 对于USB0(FS)演示,请将P10连接到PC。
    • 对于USB1(HS)演示,请将P9连接到PC。
    • 要下载和调试固件,请将P6连接到PC。
    • 如果您有三根USB电缆,可以将所有三个USB接口连接到PC。
    • 建议直接将USB端口连接到PC USB端口,而不是通过USB集线器。
    3.3 USB 设备示例
    3.3.1 HID 鼠标示例

    演示项目位置:
    1. \boards\lpcxpresso55s69\usb_examples\usb_device_hid_mouse
    复制代码
    HID传输间隔在端点描述符的bInterval字段中控制。
    对于FS/LS中断端点,此字段的值可能在1到255之间。
    • 修改FS_HID_MOUSE_INTERRUPT_IN_INTERVAL 值,它在 usb_device_descriptor.h. 例如:
    将FS HID传输间隔更改为2毫秒。

    1. #define FS_HID_MOUSE_INTERRUPT_IN_INTERVAL (0x02U)
    复制代码
    对于HS中断端点,bInterval 值用作2 ^(bInterval-1) 值的指数。该值必须在1到16之间。
    • 修改 HS_HID_MOUSE_INTERRUPT_IN_INTERVAL 值,它在 usb_device_descriptor.h.
    例如,bInterval为6,意味着间隔为(2^(6-1)) = 32 *125 us = 4 ms.

    1. #define HS_HID_MOUSE_INTERRUPT_IN_INTERVAL (0x06U) /* 2^(6-1) = 4ms */
    复制代码

    将高速HID传输间隔更改为4毫秒。
    如果bInterval值改变,鼠标移动速度也会改变。此外,在使用HS端口时,您可以配置为 bInterval 1 达到125us帧间隔。
    • 对于FS端口,最小帧间隔为1毫秒。
    • 对于HS端口,最小帧间隔为125us。
    详细信息,可参见USB游戏鼠标示例。

    3.3.2 MSC示例
    演示项目位置:

    1. \boards\lpcxpresso55s69\usb_examples\usb_device_msc_ramdisk
    复制代码
    更改宏:
    1. #define TOTAL_LOGICAL_ADDRESS_BLOCKS_NORMAL (360U)
    复制代码
    然后,RAM磁盘大小可以满足 PC MSC 测试软件 CrystalDiskMark 的最低要求。
    • FS USB:Buck传输速度可达1.14MB/s。测试结果见图 9。

    22.png

    • HS USB:Buck传输速度可达24MB/s。测试结果见图10
    23.png

    有关详细信息,请参阅 USB HID 鼠标应用程序示例。
    4 硬件设计
    FS和HS USB端口都包含片上PHY,使原理图设计更加简单。图11和图12是FS和HS端口的示意图参考。

    24.png

    25.png

    对于USB时钟源:
    • 用于设备操作的FS USB端口。外部晶体是可选的,因为FS USB设备支持无晶体操作。


    5 总结
    本应用说明讨论以下主题:
    1. LPC54600和LPC5500系列中的双USB功能介绍。
    2. HS和FS USB的比较以及使用HS USB的优势。
    3. 使用MCUXpresso SDK(LPC5500系列)探索USB功能的实践指南。
    4. LPC54000和LPC5500系列的USB硬件设计提示。








    签到www.nxpic.org.cn
    回复

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    擦汗
    2016-12-2 08:40
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    87

    主题

    764

    帖子

    7

    版主

    Rank: 7Rank: 7Rank: 7

    积分
    3374
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-11 16:53:14 | 显示全部楼层
    赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞赞
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    擦汗
    2016-12-2 08:40
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

    87

    主题

    764

    帖子

    7

    版主

    Rank: 7Rank: 7Rank: 7

    积分
    3374
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-11 17:12:47 | 显示全部楼层
    我们加油站 的公众号能转发么?
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    2022-11-30 13:07
  • 签到天数: 209 天

    [LV.7]常住居民III

    2736

    主题

    5385

    帖子

    0

    管理员

    Rank: 9Rank: 9Rank: 9

    积分
    25613
    最后登录
    2022-12-9
     楼主| 发表于 2022-5-11 17:13:43 | 显示全部楼层
    mgn 发表于 2022-5-11 17:12
    我们加油站 的公众号能转发么?

    可以,直接发
    签到www.nxpic.org.cn
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    2022-11-15 18:51
  • 签到天数: 766 天

    [LV.10]以坛为家III

    66

    主题

    2337

    帖子

    24

    金牌会员

    Rank: 6Rank: 6

    积分
    4996
    最后登录
    2022-12-7
    发表于 2022-5-11 17:38:42 来自手机 | 显示全部楼层
    非常好的资料,谢谢分享
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    20 小时前
  • 签到天数: 787 天

    [LV.10]以坛为家III

    20

    主题

    9058

    帖子

    1

    金牌会员

    Rank: 6Rank: 6

    积分
    9549
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-11 20:44:56 | 显示全部楼层
    不错的资料,学习了
    跟着日天混,三天饱九顿!
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    奋斗
    20 小时前
  • 签到天数: 1059 天

    [LV.10]以坛为家III

    200

    主题

    1万

    帖子

    64

    超级版主

    Rank: 8Rank: 8

    积分
    59749
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-11 21:09:29 | 显示全部楼层
    感谢分享,不过USB协议确实挺有难度的~~
    该会员没有填写今日想说内容.
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    奋斗
    20 小时前
  • 签到天数: 1473 天

    [LV.10]以坛为家III

    37

    主题

    9096

    帖子

    3

    版主

    Rank: 7Rank: 7Rank: 7

    积分
    12578
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-12 10:21:18 | 显示全部楼层
    这个好,学习学习。USB好多种类设备协议
    该会员没有填写今日想说内容.
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

  • TA的每日心情
    开心
    9 小时前
  • 签到天数: 130 天

    [LV.7]常住居民III

    1

    主题

    294

    帖子

    1

    高级会员

    Rank: 4

    积分
    939
    最后登录
    2022-12-9
    发表于 2022-5-12 20:20:45 | 显示全部楼层

    不错的资料,学习了
    哎...今天够累的,签到来了~
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    该用户从未签到

    1

    主题

    3

    帖子

    0

    注册会员

    Rank: 2

    积分
    64
    最后登录
    2022-8-16
    发表于 2022-8-16 17:05:53 | 显示全部楼层
    你好,我按照你的配置改了 USB_DEVICE_CONFIG_LPCIP3511HS (1);使用的是 HID doem ,开发板是lpc5528-evk,HS usb不行呀。
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 注册/登录

    本版积分规则

    关闭

    站长推荐上一条 /3 下一条

    Archiver|手机版|小黑屋|恩智浦技术社区

    GMT+8, 2022-12-9 20:07 , Processed in 0.095357 second(s), 31 queries , MemCache On.

    Powered by Discuz! X3.4

    Copyright © 2001-2021, Tencent Cloud.

    快速回复 返回顶部 返回列表