一：嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)架構(gòu)
嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)通俗的來(lái)說(shuō)就是一臺(tái)嵌入式的計(jì)算機(jī)，其架構(gòu)和我們平常了解的個(gè)人電腦的架構(gòu)基本類(lèi)似，只是在普通個(gè)人電腦的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了相關(guān)的輸入輸出設(shè)備，以降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。大多數(shù)嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)框圖如下：
從框圖我們可以看出來(lái)，嵌入式CPU是整個(gè)系統(tǒng)的核心，嵌入式CPU本身帶有各種各樣的外部I/O接口。就上面的框圖而言，SDRAM為系統(tǒng)軟件的運(yùn)行提供動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器空間、FLASH用來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的固件代碼、SATA和USB2.0接口用來(lái)連接外部存儲(chǔ)裝置、PCI Express接口用來(lái)給系統(tǒng)擴(kuò)展其他的功能卡、以太網(wǎng)接口為系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)連接功能。 通常來(lái)講，嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)運(yùn)行Linux操作系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和控制整個(gè)系統(tǒng)。
二： USB3.0主機(jī)控制器Upd720200在嵌入式媒體中心中的應(yīng)用
隨著數(shù)字媒體的日益普及，高清視頻、數(shù)碼照片的容量動(dòng)輒幾個(gè)GB，而大容量閃存、MP4及“海量”移動(dòng)硬盤(pán)等USB設(shè)備的不斷增加，使我們隨時(shí)需要傳輸幾GB甚至幾十GB的大文件到我們的媒體中心去，如果使用原來(lái)的USB2.0接口，傳輸這些文件往往要等待幾分鐘甚至幾十分鐘。這樣給用戶(hù)的體驗(yàn)就非常的不好。為此我們需要引入新一代的USB3.0接口，使用這種接口，不僅能使我們系統(tǒng)能在幾十秒甚至幾秒就能完成GB級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸而且還能和已有的USB設(shè)備保持兼容。
USB3.0又稱(chēng)為SuperSpeed USB。USB3.0包含了USB2.0的所有特性，且USB3.0大幅提升了傳輸速度，其最大傳輸帶寬高達(dá)5.0Gbps，即625MB/s。USB 3.0采用對(duì)偶單純形四線(xiàn)制差分信號(hào)線(xiàn)，支持雙向并發(fā)數(shù)據(jù)流傳輸。USB3.0和USB2.0特性對(duì)比列表如下：
|
特性 |
USB3.0 |
USB2.O |
|
Logo |
|
|
|
USB接口以及電纜示意 |
|
|
|
數(shù)據(jù)速率 |
超高速（最大5.0Gbps） |
高速（最大480Mbps） |
|
傳輸線(xiàn)數(shù)量 |
兩對(duì)超高速的傳輸線(xiàn)路 |
一對(duì) |
|
數(shù)據(jù)接口 |
全雙工雙向數(shù)據(jù)傳輸 |
半雙工，只能提供單向數(shù)據(jù)流傳輸 |
|
傳輸協(xié)議 |
主機(jī)主導(dǎo)傳輸，設(shè)備可以異步請(qǐng)求服務(wù)，數(shù)據(jù)包直接路由到對(duì)應(yīng)外設(shè) |
主機(jī)主導(dǎo)傳輸，數(shù)據(jù)包為廣播方式在總線(xiàn)上傳輸 |
|
電源管理 |
多級(jí)電源管理方式，支持空閑、睡眠和掛起模式（狀態(tài)），支持鏈路、設(shè)備和功能層次上的電源管理 |
設(shè)備層上的電源管理 |
|
總線(xiàn)供電 |
在設(shè)備未配置的狀態(tài)下比USB2.0增加50%的電量（150mA），在配置狀態(tài)下能夠提供900mA的電量（比USB2.0增加80%） |
最大500mA |
|
端口狀態(tài) |
端口能硬件監(jiān)測(cè)設(shè)備的連接狀態(tài)，并使端口進(jìn)入SuperSpeed的數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài) |
硬件檢測(cè)設(shè)備連接狀態(tài)，由系統(tǒng)軟件通過(guò)端口命令使端口進(jìn)入傳輸狀態(tài) |
|
傳輸方式 |
SuperSpeed繼承USB2.0的4種傳輸方式，批量傳輸具備“流式”傳輸?shù)哪芰?/p> |
4種基本傳輸方式：控制、批量、中斷和同步傳輸 |
瑞薩電子作為USB相關(guān)規(guī)格制定團(tuán)體“USB Implementers Forum”的核心成員，從1996起年就參與了USB標(biāo)準(zhǔn)的制定及技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。瑞薩電子于2000年4月向市場(chǎng)推出全球首顆USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的主控芯片“uPD720100”，后續(xù)又推出了一系列的USB控制芯片，如upd720114-USB2.0 HUB控制芯片，Upd720150-USB2.0 HOST+Device控制芯片等。如今瑞薩電子又推出了世界上首顆符合USB3.0標(biāo)準(zhǔn)的主控芯片Upd720200，并且首批通過(guò)USB-IF認(rèn)證。
目前這顆IC在多家電腦主板廠(chǎng)商獲得了批量的應(yīng)用。事實(shí)上，現(xiàn)在市場(chǎng)上的各家做USB3.0 Device端IC的廠(chǎng)商都使用Upd720200來(lái)做設(shè)備端的兼容性測(cè)試。由此可見(jiàn)瑞薩電子的USB3.0產(chǎn)品在行業(yè)中的地位。
回到我們的嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)來(lái)說(shuō)，Upd720200采用PCI Express接口與主機(jī)進(jìn)行通訊，只需要將Upd720200的PCI Express接口與CPU的對(duì)應(yīng)接口直接連接就好了。uPD720200在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用，部分原理圖如下所示意：
針對(duì)嵌入式應(yīng)用，我們提供Windows和Linux兩種操作系統(tǒng)下的驅(qū)動(dòng)程序，大大減小客戶(hù)端驅(qū)動(dòng)軟件編寫(xiě)的工作量，便于用戶(hù)能快速的將這個(gè)器件集成到他們的應(yīng)用中。
三：USB3.0 接口給用戶(hù)帶來(lái)的良好體驗(yàn)
在家庭中用到的嵌入式媒體網(wǎng)關(guān)，主要是用來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)高清視頻和照片的。而這些高清視頻的文件體積都非常的巨大，譬如一部90分鐘的1080P的高清電影，其占用的存儲(chǔ)空間可能需要25GB左右，那么使用不同的USB技術(shù)傳輸這些數(shù)據(jù)需要消耗的時(shí)間我們做了一個(gè)對(duì)比，從中我們就可以發(fā)現(xiàn)其中巨大的差距以及USB3.0給用戶(hù)帶來(lái)良好體驗(yàn)。
|
|
|
|
|
|
|
典型文件大小 |
1GB |
6GB |
16GB |
27GB |
|
全速USB(USB1.1) |
22分鐘 |
2.2小時(shí) |
5.9小時(shí) |
9.3小時(shí) |
|
高速USB(USB2.0) |
33秒 |
3.3分鐘 |
8.9分鐘 |
13.9分鐘 |
|
超高速USB(USB3.0) |
3秒 |
20秒 |
53秒 |
70秒 |
綜上所述，在嵌入式的媒體網(wǎng)關(guān)中加入U(xiǎn)SB3.0主機(jī)接口器件Upd720200，當(dāng)連接USB3.0的設(shè)備向其傳輸體積巨大的媒體文件時(shí)，可以給用戶(hù)帶來(lái)非常好的使用體驗(yàn)。
目前，瑞薩電子中國(guó)區(qū)授權(quán)代理商世強(qiáng)電訊可為USB3.0主控芯片提供現(xiàn)貨供應(yīng)。世強(qiáng)電訊擁有強(qiáng)大的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)和完善的物流體系，同時(shí)為瑞薩電子的USB產(chǎn)品線(xiàn)配置了專(zhuān)職的銷(xiāo)售和技術(shù)支持人員，可以快速響應(yīng)客戶(hù)的技術(shù)和物流需求。