一种usb多媒体集线器控制芯片
阅读说明：本技术 一种usb多媒体集线器控制芯片 (USB multimedia concentrator control chip ) 是由 杨勇 舒伟 许至庆 于 2021-05-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种USB多媒体集线器控制芯片,包括分别集成在一起的晶振电路、CPU锁相环、音频锁相环、第一USB PHY、USB HUB芯片、CPU、第一USB Bridge、第二USB Bridge、第三USB Bridge、第一SRAM、矢量中断控制器、USB OTG、第二SRAM、计时器、UART、通用输入/输出、可编程只读存储器、SPI Flash、第一总线、第二总线、第三总线、MUX-a、第二USB PHY、MUX-d和第三USB PHY。本发明使从OTG接口下的任一USB PHY通过Lighting接口接入的苹果手机,都能够启动CDC NCM连接,进而启动carplay。(The invention discloses a USB multimedia HUB control chip which comprises a crystal oscillator circuit, a CPU phase-locked loop, an audio phase-locked loop, a first USB PHY, a USB HUB chip, a CPU, a first USB Bridge, a second USB Bridge, a third USB Bridge, a first SRAM, a vector interrupt controller, a USB OTG, a second SRAM, a timer, a UART, a universal input/output, a programmable read-only memory, an SPI Flash, a first bus, a second bus, a third bus, a MUX-a, a second USB PHY, a MUX-d and a third USB PHY which are integrated together respectively. The invention enables the apple mobile phone accessed from any USB PHY under the OTG interface through the Lighting interface to start the CDC NCM connection and further start the carplay.)
技术领域
本发明属于芯片
技术领域
，具体涉及一种USB多媒体集线器控制芯片。背景技术
车用中控主机在对外扩展 USB 接口时，多数是以USB HOST（即USB主设备）的方式连接 USB Hub 设备，扩充后的 USB 接口并没有办法像 OTG(On The Go) 接口一样 ，实现USB HOST跟 Device 的角色转换，从而导致苹果手机作USB有线连接时，在系统上造成困难，无法从车用主机端发起 CDC NCM (即通讯设备子类-网络控制模型)iphone进行CarPlay连接。
因此，有必要开发一种新的USB多媒体集线器控制芯片。
发明内容
本发明的目的是提供一种USB多媒体集线器控制芯片，使从OTG接口下的任一 USBPHY 通过 Lighting接口接入的苹果手机，都能启动 CDC NCM 连接，进而启动 carplay。
本发明所述的一种USB多媒体集线器控制芯片，包括分别集成在一起的晶振电路、CPU锁相环、音频锁相环、第一USB PHY、USB HUB芯片、CPU、第一USB Bridge、第二USBBridge、第三USB Bridge、第一SRAM、矢量中断控制器、USB OTG 、第二SRAM、计时器、UART、通用输入/输出、可编程只读存储器、SPI Flash、第一总线、第二总线、第三总线、MUX-a、第二USB PHY、MUX-d和第三USB PHY；
所述晶振电路与CPU锁相环连接，CPU锁相环与音频锁相环连接；
所述USB HUB芯片分别与第一USB PHY、第一USB Bridge、第二USB Bridge、第三USB Bridge、MUX-a和MUX-d连接；
所述MUX-a还分别与第二USB PHY、USB OTG连接；
所述MUX-d还与第三USB PHY连接；
所述CPU、第一USB Bridge、第二USB Bridge、第一SRAM、矢量中断控制器连接到第一总线上；
所述第三USB Bridge、USB OTG、第二SRAM连接到第二总线上；
所述计时器、UART、通用输入/输出、可编程只读存储器和SPI Flash分别连接到第三总线上，所述第三总线与第一总线连接。
可选地，还包括音频解码器和音频ADC，所述音频ADC与音频解码器连接，音频解码器与第一总线连接。
可选地，还包括SD/MMC读卡控制器,该SD/MMC读卡控制器连接到第一总线上。
可选地，还包括DMA,该DMA连接到第一总线上。
可选地，所述第一总线、第二总线和第三总线均采用32bit BUS总线。
可选地，所述CPU采用32位精简指令集中央处理器。
本发明具有以下优点：
（1）通过在UFP接口配置OTG功能，能够通过CPU 作协议中转，使得从OTG接口下的任一USB PHY通过 Lighting接口接入的苹果手机，都可以启动 CDC NCM 连接，进而启动carplay连接。
（2）能够支持外部声音输入，通过音频ADC接收模拟信号后，转成 USB UAC标准的USB 声音格式传送给车用主机。
（3）能够支持外部 SD/MMC 读卡。
附图说明
图1为本实施例的原理框图；
图中：1、晶振电路，2、CPU锁相环，3、音频锁相环，4、第一USB PHY，5、USB HUB芯片，6、CPU，7、DMA，8、第一USB Bridge，9、第二USB Bridge，10、第三USB Bridge，11、第一SRAM，12、矢量中断控制器，13、SD/MMC读卡控制器，14、音频解码器，15、音频ADC，16、USB OTG，17、第二SRAM，18、计时器，19、UART，20、通用输入/输出，21、可编程只读存储器，22、SPI Flash，23、第一总线，24、第二总线，25、第三总线，26、MUX-a，27、第二USB PHY，28、第三USB PHY，29、MUX-d。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例中，一种USB多媒体集线器控制芯片，包括分别集成在一起的晶振电路1、CPU6锁相环2、音频锁相环3、第一USB PHY4、USB HUB芯片5、CPU6、第一USBBridge8、第二USB Bridge9、第三USB Bridge10、第一SRAM11、矢量中断控制器12、USBOTG16 、第二SRAM17、计时器18、UART19、通用输入/输出20、可编程只读存储器21、SPIFlash22、第一总线23、第二总线24、第三总线25、MUX-a26、第二USB PHY27、MUX-d29和第三USB PHY28，具体连接关系如下：
所述晶振电路1与CPU6锁相环2连接，CPU6锁相环2与音频锁相环3连接。所述USBHUB芯片5分别与第一USB PHY4、第一USB Bridge8、第二USB Bridge9、第三USB Bridge10、MUX-a26和MUX-d29连接。所述MUX-a26还分别与第二USB PHY27、USB OTG16连接。所述MUX-d29还与第三USB PHY28连接。所述CPU6、第一USB Bridge8、第二USB Bridge9、第一SRAM11、矢量中断控制器12连接到第一总线23上。所述第三USB Bridge10、USB OTG16、第二SRAM17连接到第二总线24上。所述计时器18、UART19、通用输入/输出（比如:GPIO）20、可编程只读存储器（即PROM）21和SPI Flash22分别连接到第三总线25上，所述第三总线25与第一总线23连接。
本实施例中，SPI Flash22为串行存储器，即使用SPI接口的Flash存储芯片。
本实施例中，USB多媒体集线器控制芯片通过在UFP配置 OTG功能，可以通过CPU6作协议中转，使得从 OTG 接口下的任一 USB PHY通过 Lighting接口接入的苹果手机，都可以启动 CDC NCM连接，进而启动carplay连接。
本实施例中，UFP 是Upstream Facing Port的缩写，即上行端口。
本实施例中，OTG 是On-The-Go的缩写，主要应用于不同的设备或移动设备间的连接，进行数据交换。
本实施例中，CPU采用RISC 32bit CPU，即32位精简指令集中央处理器。
本实施例中，Lighting接口为闪电接口，是苹果高速多功能I/O接口。
本实施例中，Carplay是美国苹果公司发布的车载系统，它将用户的iOS 设备、iOS 使用体验与仪表盘系统无缝结合。
本实施例中，CDC NCM 是Communication Device Class, Network ControlModel的缩写，即通讯设备子类-网络控制模型。
本实施例中，一种USB多媒体集线器控制芯片，还包括音频解码器14和音频ADC15，所述音频ADC15与音频解码器14连接，音频解码器14连接到第一总线23，能够支持外部声音输入，通过音频ADC15 接收模拟信号后，转成 USB UAC标准 USB 声音格式传送给车用主机。
本实施例中，USB UAC是USB Audio Class的简写，是USB音频类，一个像USB这样的通用数据接口。
本实施例中，一种USB多媒体集线器控制芯片，还包括SD/MMC读卡控制器13,该SD/MMC读卡控制器13 连接到第一总线23上，能够支持外部 SD/MMC 读卡。其中，SD为安全数码卡，MMC为多媒体卡。
本实施例中，一种USB多媒体集线器控制芯片，还包括DMA7,该DMA7连接到第一总线23上。DMA7 为直接内存存取，用于加速 CPU6和第一SRAM11之间传输数据的速度。其中，第一SRAM（SRAM即静态随机存取存储器）11主要供 CPU6 数据暂存使用。
本实施例中，所述第一总线23、第二总线24和第三总线25均采用32bit BUS总线。
本实施例中，CPU6 锁相环用于产生执行时钟给 CPU6 使用。
本实施例中，音频锁相环3用于产生执行时钟给音频解码器14及音频ADC15（ADC为模拟转数字转换器）使用。
本实施例中，矢量中断控制器12是CPU6 所使用矢量的中断控制器。
本实施例中，第一USB PHY4为USB 2.0 实体层电路，用于接车用主机 USB Host端。
本实施例中，SD/MMC读卡控制器13的读写卡路径如下：
Flash Media（闪媒） → SD/MMC读卡控制器13 ↔ 第一总线23↔第一USB Bridge（桥接器）8↔ USB HUB芯片5↔第一USB PHY4。
第一USB Bridge8 用于将 SD/MMC读卡控制器13的数据在 USB HUB芯片5及第一总线23之间传递。
USB HUB芯片5为USB 2.0集线IP电路，其共有一个Upstream（上行口）五个Downstream（下行口）。
本实施例中，外部音源采集路径如下：
音频ADC15→音频解码器14 ↔第一总线23↔第二USB Bridge9↔USB HUB芯片5↔第一USB PHY4。
其中，音频ADC15用于将外部音源的模拟信号转化为数字信号。
音频解码器14用于对音频信号进行解码处理。
第二USB Bridge9用于负责将音频解码器14数据从第一总线23往USB HUB芯片5传递。
本实施例中，安卓手机的Android Auto路径如下：
第二USB PHY27↔MUX-a26↔USB HUB芯片5↔第一USB PHY4；
第三USB PHY28 ↔MUX-d29↔USB HUB芯片5↔第一USB PHY4；
安卓手机的USB port（即USB接口）工作在 USB device模式，通过第一USB PHY4输入数据。
MUX-a26为USB数据多工切换a口。
MUX-d为USB数据多工切换d口。
Android Auto是Google推出的专为汽车所设计的Android功能，其需要连接手机使用，Android Auto可以让安卓手机在USB Device模式下进行ADB(即Android DebugBridge的简写，Android调试桥)连接，进而执行 Android Auto功能。
本实施例中，苹果手机的Carplay路径如下：
第三USB PHY28↔MUX-d29↔USB OTG16↔第二总线24↔第三USB Bridge10↔USBHUB芯片5↔第一USB PHY4；
第二USB PHY27↔MUX-a26↔USB OTG16↔第二总线24↔第三USB Bridge10↔USBHUB芯片5↔第一USB PHY4。
本实施例中，USB OTG16为是USB On-The-Go的缩写，主要应用于各种不同的设备或移动设备间的连接，进行数据交换。USB OTG16用于模拟USB HOST （即USB主设备），用来连接苹果手机，使苹果手机和车用主机建立USB CDC NCM，进而启动 Carplay功能。
本实施例中，USB CDC NCM 是Universal Serial Bus ，Communication DeviceClass, Network Control Model的缩写，即USB通讯设备子类-网络控制模型。
本实施例中，第二SRAM17 用于主要供 USB OTG16数据暂存使用。
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