基于CH569 MCU的USB3.0超高速U盤(pán)+藍(lán)牙鎖

概述

U盤(pán)，一種微型高容量移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品，具有即插即用、無(wú)需物理驅(qū)動(dòng)器、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。隨著磁盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)、閃存技術(shù)、通用串行總線技術(shù)的發(fā)展，U盤(pán)在速度、接口、容量、功耗等方面相應(yīng)提升變化，成為各領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、存儲(chǔ)、備份功能的首選工具。在此基礎(chǔ)上，加密U盤(pán)、啟動(dòng)U盤(pán)、多分區(qū)U盤(pán)等多樣功能產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生，豐富便捷了我們的生活。

參考設(shè)計(jì)及產(chǎn)品

CH569 MCU資源上配有EMMC卡控制器和USB3.0 OTG控制器及收發(fā)器，通過(guò)EMMC接口掛載SD/TF/EMMC卡后即可具備U盤(pán)設(shè)計(jì)的基本物理資源。USB口作為設(shè)備口，插入U(xiǎn)SB主機(jī)端口后，系統(tǒng)得到供電5V，通過(guò)DC-DC轉(zhuǎn)換為3.3V電壓供應(yīng)給CH569芯片和存儲(chǔ)卡（一般都是3.3V系統(tǒng)）。

硬件設(shè)計(jì)上，CH569內(nèi)置雙層DMA架構(gòu)，兩路DMA實(shí)時(shí)并發(fā)處理高速數(shù)據(jù)（如USB3.0端、EMMC卡端）和低速數(shù)據(jù)（如MCU、定時(shí)器等），互不影響；中斷模式提供優(yōu)先級(jí)搶占和高速直通方式；接口模式上采用通知優(yōu)先方式，將軟件處理和硬件傳輸同步進(jìn)行，提高整體速度性能。

軟件設(shè)計(jì)上，緩沖區(qū)資源共享，劃分隊(duì)列管理，USB3.0端數(shù)據(jù)和EMMC卡數(shù)據(jù)只進(jìn)行DMA地址修改，不參與任何數(shù)據(jù)拷貝，減少M(fèi)CU處理時(shí)間；添加了EMMC卡協(xié)議命令處理及USB3.0設(shè)備端命令響應(yīng)過(guò)程。

經(jīng)實(shí)測(cè)，使用一款16G EMMC卡作為存儲(chǔ)介質(zhì)(工作在HS200模式下)，在Win10平臺(tái)下進(jìn)行大數(shù)據(jù)拷貝，讀出速度不低于90MB/s，寫(xiě)入速度不低于40MB/s。讀寫(xiě)速度尤其是寫(xiě)速度主要受限于EMMC卡本身的存儲(chǔ)延遲，可通過(guò)選擇更快的存儲(chǔ)介質(zhì)做速度提升。

此外，啟用片上AES/SM4對(duì)稱算法加解密模塊，可以將普通U盤(pán)擴(kuò)展為數(shù)據(jù)加密存儲(chǔ)U盤(pán)，正確的密鑰下才可見(jiàn)磁盤(pán)或數(shù)據(jù)。

低速接口外掛一個(gè)低成本的藍(lán)牙MCU（如CH573、CH579）或者便捷的藍(lán)牙模塊（如CH9140），將擴(kuò)展無(wú)線解鎖/鎖定磁盤(pán)功能。

其它片上資源擴(kuò)展，如使用Ethernet實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；DVP接口實(shí)現(xiàn)UVC攝像頭；HSPI接口通訊FPGA功能等等。

相關(guān)支持

• USB3.0 信號(hào)走線及板面設(shè)計(jì)參考
• 藍(lán)牙天線設(shè)計(jì)參考
• 軟件設(shè)計(jì)庫(kù)及例程
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