李維英 楊家瑋

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：在討論通用串行總線（usb）基本原理的基礎(chǔ)上，介紹如何將usb技術(shù)應(yīng)用到分組無線網(wǎng)中。講述分組無線網(wǎng)絡(luò)控制單元的usb接口設(shè)計，并實現(xiàn)了分組無線網(wǎng)絡(luò)控制單元與計算機(jī)之間的高速通信。

     關(guān)鍵詞：通用串行總線（usb）

     分組無線網(wǎng)（prn） 分組無線網(wǎng)絡(luò)控制單元（pru）

     分組無線網(wǎng)（prn）是一種新型的無線通信網(wǎng)絡(luò)，是利用分組交換技術(shù)共享無線信道的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。它采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、動態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M織，使網(wǎng)絡(luò)具有信道利用率高、組建方便和多跳轉(zhuǎn)換覆蓋面廣等特點。分組無線網(wǎng)與一般計算機(jī)通信網(wǎng)、廣域分級無線網(wǎng)和傳統(tǒng)的局域網(wǎng)相比，具有機(jī)動靈活、組網(wǎng)迅速和抗毀能力強(qiáng)等特點。分組無線網(wǎng)絡(luò)控制單元（pru）是分組無線網(wǎng)中的核心設(shè)備，它與計算機(jī)（數(shù)據(jù)終端）相連接，進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)交換。計算機(jī)可以向pru發(fā)送網(wǎng)絡(luò)控制命令，也可以設(shè)置或查看設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。傳統(tǒng)的方法是采用rs-232口進(jìn)行通信，傳輸速度十分有限，難以對高速、批量的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速響應(yīng)，這使分組無線網(wǎng)的發(fā)展受到了限制。隨著通用串行總線（universal

     serial bus）技術(shù)的不斷完善，使得在計算機(jī)與pru之間建立高速且通暢的通信線路成為可能。采用usb接口來替換rs-232接口，從而使上述問題得以有效解決，并為以后prn與ip網(wǎng)互聯(lián)時的大量數(shù)據(jù)

     高速傳送奠定了基礎(chǔ)。

     1 usb接口的特點

     usb（universal serial bus）即“通用串行總線”，是一種應(yīng)用在pc領(lǐng)域的表型總線接口技術(shù)，由intel、microsoft、nec等公司共同提出。這是一種新規(guī)格的外接串聯(lián)口，提出該規(guī)格的廠商希望用usb來取代現(xiàn)有的外接設(shè)備接口，它還具備連接單一化、軟件自動偵測以及熱插拔的功能，即插即用。它具有以下特點：

     （1）使用方便。使用usb接口可以連接多個不同的設(shè)備，所以外設(shè)都在機(jī)箱外連接，允許外設(shè)熱插拔。usb智能能識別usb鏈上外圍設(shè)備的接入或拆卸。在軟件方面，為usb設(shè)備的驅(qū)動程序可以自啟動，無需用戶干預(yù)，usb設(shè)備能真正做到“即插即用”。

     （2）速度更快。usb接口的數(shù)據(jù)傳輸速度有全速（12mbps）和低速（1.5mbps）兩種，在最新版本的標(biāo)準(zhǔn)usb2.0中定義的接口傳輸速率已達(dá)480mbps。

     （3）獨立供電。usb接口提供了內(nèi)置電源，采用總線供電的usb設(shè)備可獲得5v電壓和最大500ma的電流。這對一些耗電較小的設(shè)備非常有利，可以省去相對龐大的電源系統(tǒng)。

     基于以上特點，尤其是速度方面的顯著優(yōu)勢，usb得到了越來越廣泛的應(yīng)用�，F(xiàn)在，大多數(shù)新pc都裝備有兩個usb端口，并且已經(jīng)在pc機(jī)的多種外設(shè)上得到應(yīng)用。

     2 usb工作原理

     2.1 usb通信模塊分層結(jié)構(gòu)

     usb通信模塊的基本流圖如圖1所示。

     從圖1中可以看出，主機(jī)到設(shè)備的連接由多層鏈接組成。usb總線接口層提供了主機(jī)與設(shè)備之間物理/信令/包的連接；系統(tǒng)軟件基于usb設(shè)備層來完成對設(shè)備的一般操作；功能層通過相應(yīng)的客戶軟件向主機(jī)提供一些附加功能。usb設(shè)備層和功能層各自的內(nèi)部通信是邏輯上的，它們實際的物理通信都是通過usb總線接口層完成的。

     2.2 數(shù)據(jù)傳輸方式

     數(shù)據(jù)通過usb在主機(jī)與設(shè)備之間傳送。usb規(guī)范極據(jù)不同數(shù)據(jù)的特點規(guī)定了usb支持的四種數(shù)據(jù)傳輸方式：

     （1）控制傳輸方式。該方式用來進(jìn)行外設(shè)與主機(jī)之間的控制、狀態(tài)、配置等信息的傳輸，為外設(shè)與主機(jī)之間提供一個控制通道。每種外設(shè)都支持控制傳輸類型，這樣主機(jī)pc與外設(shè)之間就可以傳送配置和命令/狀態(tài)信息。

     （2）等時傳輸方式。該方式用來連接需要連續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，且對數(shù)據(jù)的