Что может USB?

19 Июн 2013

Что может USB?

Сегодня разработчики используют стандартные и уни­фи­ци­ро­ван­ные ре­ше­ния не только в целях банальной совместимости различных модулей на уровне разъемов. Необходимость экс­тре­маль­ного сокращения сроков и сто­и­мос­ти дизайна электрон­ных устройств заставляет прибегать к уни­фи­ка­ции даже для вну­т­рен­них соединений устройства.

Созданная с этой целью организация MIPI (Mobile In­dust­ry Pro­ces­sor Interface Alliance) одной из своих задач ставит стан­дарти­за­цию внутренних шин для цифровой и мик­ро­про­цес­сор­ной тех­ни­ки.

Выше скорость, инженеры!

Одним из решений, призванных упростить жизнь стала технология HSIC (High Speed InterChip), которая позволяет использовать USB-шину для организации соединений между микросхемами на печатной плате. Преимущество такого подхода в том, что можно использовать готовый протокол универсальной последовательной шины вместо разработки собственного метода взаимодействия узлов электронного устройства. Электрические уровни HSIC отличаются — вместо сигналов USB, используются низковольтные CMOS-сигналы . С этим связано ограничение на длину линии связи для HSIC — до 10 сантиметров.

Но при использовании технологии HSIC и интерфейса MIPI мы не можем воспользоваться традиционными сред­ства­ми диагностики для USB-шины по двум причинам:

  1. Уровни электрических сигналов отличаются.
  2. Стандартные USB-разъемы отсутствуют.

Как найти компромисс?

Программисты предлагают аппаратное решение

Решение проблемы диагностики при высокоскоростных межчиповых соединениях разработала компания MCCI, предложив устройство Catena 1910 USB2.0 HSIC Tester. Прежде, чем перейти к анализу аппаратного решения, познакомимся поближе с дизайнером диагностического оборудования.

Логотип компании Cygnal Integrated ProductsНазвание MCCI расшифровывается как Moore Computer Consultants, Inc. в честь Терри Мура (Terry Moore) , основателя и руководителя. Свою историю, если верить корпоративному сайту, компания ведет с 1995 года.

Мало кто знает, что MCCI на паях участвовала в разработке адаптеров последовательного порта для USB-шины Cygnal 210x. Именно ей принадлежала интеллектуальная собственность этого USB-to-COM решения в части программного продукта (драйверы, инсталляторы, оснастка). Только после слияния компании Cygnal Integrated Products с Silicon Labolatories детище Терри Мура было отстранено от плодоносящего дерева. SiLabs просто воспользовалась законными привилегиями.

Тем интереснее деятельность MCCI на ниве аппаратного дизайна, вобщем-то не свойственного софтверно-консалтинговой компании. Рассмотрим устройство с поэтическим названием детальнее.

Catena 1910, как она есть

Тестовое оборудование для работы с USB-шиной Catena 1910

Диагностический девайс Catena 1910 подключается к персональному компьютеру и состоит из трех основных узлов:
  • Express Card – модуль для сопряжения основного блока с персональным компьютером по шине PCIe.
  • Catena 1910 – основной блок.
  • Probe card – зонд для сопряжения основного блока с диагностируемым оборудованием.

HSIC-тестер Catena 1910 USB2.0 поддерживает два режима работы:

1) Host Emulation — эмуляция USB-хоста, используется для отладки ведомых USB-устройств. В этом режиме, оператор выбирает USB-команды (например, Get Descriptor), которые диагностический хост передает диагностируемому устройству. После выполнения команд, статусная информация доступна для наблюдения.

Режим работы Verification (Transmitter) Mode

2) Protocol Analyzer — анализатор протокола, используется для мониторинга процесса взаимодействия ведущего и ведомого USB устройств. Выполняется контроль трафика USB без вмешательства в процесс взаимодействия устройств. Информация о трафике сохраняется в памяти диагностического устройства и доступна для просмотра.

Режим работы Analyzer Mode (Passive Receiver)

Резюме

Глядя на HSIC-тестер, любой инженер-разработчик скажет: «нашего полку прибыло». Его мнение поддержит и сервис-инженер. Такие устройства просто незаменимы при исследованиях USB-шины в процессе ремонта персональной платформы. Трудно представить себе сколько-нибудь значимый результат без подобного рода диагностики. Это компактное устройство окажется весьма полезным при работе вне стен лаборатории для ремонтов персональной техники на вызовах или оснащения сервисов типа «Компьютерный мастер на дом».

Не обойдется и без скепсиса, ведь не секрет, что полки магазинов скоро провиснут от USB 3.0. И выход на рынок устройств, для которых верхний предел High-Speed, — это если и не провал, то ситуация к нему близкая.