魯思慧 為保證數(shù)字化便攜式設(shè)備可靠運行，本文主要對usb接口電源功能的開發(fā)與usb集線器、功率、外設(shè)等技術(shù)支持問題作了詳述。并著重對應(yīng)用usb電源功能獲得便攜式設(shè)備所需各類電源及對鋰電池(li+)、鎳氫電池(nimh)充電技術(shù)各類方案作分析比較。

     發(fā)展的需要 通用序列總線usb2.0作為一種新的pc機互連協(xié)議，使外接設(shè)備到計算機的連接更加高效、便利。這種接口適合于多種設(shè)備，不僅具有快速、即扦即用、支持熱扦撥的特點還能同時連接127個設(shè)備，解決了如資源件沖突、中斷請求和直接數(shù)據(jù)通道等問題，為使用者提供更好的效能。但隨著各類數(shù)字化便攜式設(shè)備及其內(nèi)核電源品種的增多，這就要需要進一步開發(fā)并拓寬usb接口的電源功能以保證各類便攜式設(shè)備的正�？煽窟\行.這是為什么呢? *多種內(nèi)核電源的需要 眾所周知，當今許多數(shù)字化便攜式設(shè)備(如數(shù)碼相機、 mp3播放器和pda)中數(shù)字信號處理均是采用dsp芯片， 該dsp芯片采用單5v電源供電，但也有的采用3.3v和1.8v電源供電，其中dsp芯片的核電壓采用1.8v電源供電，而i/o采用3.3v電源供電.據(jù)此再在這些便攜式設(shè)備上再增加電源設(shè)備是不現(xiàn)實的. *便攜設(shè)備的數(shù)據(jù)交換 因為許多便攜設(shè)備，如mp3播放機、pda等，都需要與pc機進行數(shù)據(jù)交換，如果在與pc杌進行數(shù)據(jù)交換的同時，能夠利用同一根電纜對電池充電，會極大地方便沒備的使用。若將usb接口的電源功能與具有對電池充電功能結(jié)合，則能夠使大量設(shè)備免受電源線的束縛，如可移動網(wǎng)絡(luò)照相機，無論是否與pc相連都可以工作。在許多情況下，都不再需要那些一直使用而伴隨的又笨拙的交流適配器。由此可見開發(fā)usb接口電源(以下簡稱usb電源)應(yīng)解決二大問題，第一是從usb端口獲得5v與3.3v、1.8v電源;第二是通過usb電源為電池充電。 由于usb接口除了具有直接對與usb相連設(shè)備供電功能之外，usb接口電源最有用的功能之一就是能對電池充電。那末這些功能從何而來?為此應(yīng)首先對usb接口的電源(以下簡稱usb電源)功能的技術(shù)支持作一介紹。

     開發(fā)拓寬usb電源功能的技術(shù)支持

     usb的集線器控制器功能和外圍設(shè)備功能是開發(fā)出usb電源功能的技術(shù)支持。

     那是usb的集線器控制器功能和外圍設(shè)備功能是什么？或者說具備這二大功能的技術(shù)依據(jù)又是什么？ usb集線器功能 何謂集線器 在usb網(wǎng)絡(luò)中有三個主要建構(gòu)模塊.首先個人計算機里有一塊主控端(host)。“主控端”的功能就如同其名稱所指的，主要負責通訊方面要求、接受以及將服務(wù)信息輸入輸出至計算機.因此主控端負責處理網(wǎng)絡(luò)“匯集”時的大部分細節(jié)工作。而在網(wǎng)絡(luò)的另外一端則稱為“裝置”(device)，就是計算機外設(shè)設(shè)備；另外，在主控端與裝置之間則可能會有“集線器”(hub)。這些看似簡單的單元，可提供四個(或七個)插槽給裝置使用，而且僅需依靠計算機的一條纜線。集線器負責引進新的“訪客”(guest)裝置給主控端，同時負責確保所有主控端與裝置之間的信息以最高速度進行交換。 由此可見usb集線器功能是負責管理端口的連接／拆斷操作，包括集線器配置、下行端口設(shè)備的檢測(不管端口是處于暫停模式還是恢復模式)、端口的各種狀態(tài)，以及總線故障和重新配置、電源管理和速度檢測支持。 而集線器控制器上的端口數(shù)決定能夠管理的下行設(shè)備的數(shù)量�？晒┯脩暨x擇的產(chǎn)品包括二端口型、二或三端口型、四端口型、一至五端口型和七端口型 。 usb集線器分類 1、自帶電源usb集線器采用本機電源來為下行端口供電。然而，usb接口被允許從其上行端口吸收100ma電流，該電流可被用來保持usb接口的功能，而集線器的剩余部分被斷電。自帶電源usb集線器被要求對過流狀態(tài)加以限制和通告，且必須為每個下行端口提供至少500ma的電流。 2、總線驅(qū)動usb集線器由上行連接獲得所有的功率，并被要求向每個下行端口提供100ma的電流。出于配置方面的考慮，usb規(guī)范將總線驅(qū)動usb集線器總線在上電過程中從總線吸收的電流限制為100ma(或更低)。此后，總線驅(qū)動usb集線器被允許消耗500ma電流，分別向每個下行端口提供100ma電流，剩余的電流供集線器自身使用。由于自供電型集線器有可能因電源拆斷或電池耗盡而出現(xiàn)本機功率損耗，所以，總線控制器可強制將其自身作為總線驅(qū)動usb集線器來重新計算，因而要求它在所有的外部端口上執(zhí)行端口功率轉(zhuǎn)接。 usb外設(shè)功能 usb外設(shè)控制器，它實現(xiàn)外設(shè)與主機或集線器的usb連接。與集線器或主機不同，usb外設(shè)并不支持下行功能，但的確擁有必須符合usb規(guī)格要求的面向上行的端口。usb外設(shè)可分為以下幾類：第一、低功耗、總線驅(qū)動usb功能，它從上行總線獲得全部功率，并將消耗電流限制為100ma；第二、高功率總線驅(qū)動usb功能，它從上行總線獲