一种USB主机之间的通讯转换装置、通讯系统和通讯方法与流程

一种usb主机之间的通讯转换装置、通讯系统和通讯方法
技术领域
1.本发明属于通信接口技术领域，具体涉及一种usb主机之间的通讯转换装置、通讯系统和通讯方法。


背景技术：

2.通用串行总线(英语：universal serial bus，缩写：usb)是一种串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。
3.随着便携类设备朝着小型化、轻便化、高集成化、低功耗需求发展，便携类设备的处理器选择从以前的工控类cpu过渡到手机平板类cpu，cpu的根usb基本就只有一个。同时便携类设备需要连接较多的usb接口外设，这就需要主控板将根usb通过hub芯片扩展出多个usb接口，通过hub芯片扩展出来的usb接口都是主机接口，是可以直接连接usb从设备。但便携类设备作为一个产品需要将内部的数据上传到pc电脑，这时便携设备上的usb接口就需要当作从设备来通讯，这样便携类设备的usb接口既要实现主机接口特性，又要具有从机接口的特性，这与usb接口特性冲突。
4.针对以上问题，目前市面上的解决方案一种是选择具有两个根usb接口的cpu，一个用作usb主机使用，另外一个用作从机使用，但手机和平板的通用cpu大部分只有一个根usb接口，如果要同时实现usb主机和从机，cpu选择就是一个很难的问题。另外一种方案就是避开此问题，usb接口只做主机端口用，不用作从端设备使用，如果一定要上传数据给pc电脑，则通过其它连接方式，如蓝牙，wifi连接。还有一种方式是采用usb转uart串口，然后再uart串口转usb的方式，但是这种方式的传输速度受到uart串口的速率限制，达不到高效传输。


技术实现要素：

5.本发明提供一种usb主机之间的通讯转换装置、通讯系统和通讯方法，使得usb主机端口既可以与usb从机设备通信，也可以与usb主机设备通信。
6.为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种usb主机之间的通讯转换装置，包括带有双usb结构的mcu芯片、从mcu芯片引出的两路usb从机接口以及mcu芯片的最小系统外围电路，所述两路usb从机接口分别与两个usb主机连接；所述mcu芯片从任意一个usb主机接收数据，并进行数据转换再发送给另一个usb主机。
8.在更优的通讯转换装置技术方案中，所述mcu芯片采用32位arm单片机，具有两路usb otg，一路usb otg全速，另一路usb otg高速，均设置为从机模式。
9.在更优的通讯转换装置技术方案中，两路usb从机接口的usb_vbus从连接的usb主机获取电源，通过或门电路的方式给最小系统外围电路中的电源模块供电。
10.在更优的通讯转换装置技术方案中，所述mcu芯片的最小系统外围电路包括电源
模块、复位电路和晶振电路。
11.一种usb主机之间的通讯系统，包括上述任一技术方案所述的通讯转换装置和两个usb主机，所述两个usb主机分别与所述通讯转换装置的两路usb从机接口连接。
12.在更优的通讯系统技术方案中，所述usb主机通过hub扩展出来的usb接口与所述通讯转换装置连接。
13.一种usb主机之间的通讯方法，应用于上述任一技术方案所述的通讯转换装置，包括：mcu芯片引出的两路usb从机接口，当两路usb从机接口均连接有usb主机且其中任意一路usb从机接口接收到数据时，mcu芯片将接收到的数据进行转换后再通过另一个usb接口发送出去。
14.有益效果
15.本发明在两个usb主机之间设置通讯转换装置，选用两个usb接口的mcu作为主控，并将该两个usb接口设置为从机模式，mcu芯片枚举两路usb从机接口，当两路usb从机接口均连接有usb主机且其中任意一路usb从机接口接收到数据时，mcu芯片将接收到的数据进行转换后再通过另一个usb接口发送出去，有效地解决了两个usb主机之间的通讯。另外，由于mcu芯片引出的两路usb从机接口，一路全速，一路高速，因此两个usb主机的传输速度取决于接口速度较慢的一方，即传输速度理论值可以达到全速状态，从而最大限度地提升了usb主机之间的通讯速度。
附图说明
16.图1是本技术实施例所述通讯转换系统的整体示意框图；
17.图2是本技术实施例所述通讯转换装置的硬件框图；
18.图3是本技术实施例所述通讯转换装置的硬件原理图；
19.图4是本技术实施例所述通讯转换装置的控制流程图。
具体实施方式
20.下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明的技术方案为依据开展，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，对本发明的技术方案作进一步解释说明。
21.实施例1
22.本实施例提供一种usb主机之间的通讯转换装置，如图1中的通讯转换装置所示，包括带有双usb结构的mcu芯片、从mcu芯片引出的两路usb从机接口以及mcu芯片的最小系统外围电路，所述两路usb从机接口分别与两个usb主机连接；所述mcu芯片从任意一个usb主机接收数据，并进行数据转换再发送给另一个usb主机。
23.其中的mcu芯片内安装有usb驱动的arm系统嵌入式软件，可将两路usb接口设置为从机接口，以及将两个usb从机接口数据互相交换的处理过程。具体地，mcu芯片具体采用型号为stm32f405，具有两路usb otg，一路全速，一路高速，通过软件均设置为从机模式。
24.由于两路usb从机接口均与主机连接，因此其管脚usb_vbus可从连接的usb主机获取电源，然后通过两个二极管进行线或的方式给电源ldo芯片供电，即可输出3.3v提供给mcu芯片，如图3中的usb接口所示。另外，本实施例中的两路usb从机接口均进行了基本的滤波和电磁兼容设计等。
25.如图2、3所示，mcu芯片的最小系统外围电路包括电源模块(asm1117
‑
303)、复位电路和晶振电路(8mhz)。
26.在具体的实施过程中，设其中的usb主机1为便携设备，usb主机2为pc机，便携设备通过hub扩展出若干个路usb接口，而且扩展出来的usb接口相当于主机接口，只能接从机usb。
27.如果扩展的usb端口外接的是usb从设备，则可以直接将从设备usb插到便携设备hub的usb接口，这是常规的usb流程。
28.如果便携设备需要与pc机通信，即要求主机与主机之间通过usb通信，则需要在便携设备与pc主机之间添加一个通讯转换装置，即在便携设备通过hub扩展出来的usb端口与pc主机的usb端口之间增设一个上述的通讯转换装置。
29.该通讯转换装置中mcu芯片的固件，如图4所示，在运行过程中不断监控两路usb接口数据，当发现一路usb接口有数据时，立即将该数据转发到另外一路usb接口，从而实现两路usb数据实时转接。将通讯转换装置连接于便携设备通过hub扩展出来的usb端口与pc主机的usb端口之间，mcu芯片的固件程序将两个usb接口的数据进行互相交换，实现了两个usb之间的透明传输，从而实现两个usb主机之间的数据交换。
30.由于mcu芯片引出的两路usb otg，一路全速，一路高速，因此两个usb主机的传输速度取决于接口速度较慢的一方，即传输速度理论值可以达到全速状态，不但有效地解决了两个usb主机之间的通讯，同时最大限定地提升了usb主机之间的通讯速度。
31.实施例2
32.本实施例提供一种usb主机之间的通讯系统，包括实施例1所述的通讯转换装置和两个usb主机，所述两个usb主机分别与所述通讯转换装置的两路usb从机接口连接。且usb主机可以通过hub扩展出来的usb接口与所述通讯转换装置连接。
33.实施例3
34.本实施例提供一种usb主机之间的通讯方法，应用于实施例1所述的通讯转换装置，如图4所示，通讯方法具体为：mcu芯片引出的两路usb从机接口，当两路usb从机接口均连接有usb主机且其中任意一路usb从机接口接收到数据时，mcu芯片将接收到的数据进行转换后再通过另一个usb接口发送出去。
35.实施例2和实施例3的工作原理与实施例1相同，此处不再重复阐述。
36.以上实施例为本技术的优选实施例，本领域的普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本技术总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本技术要求保护的范围之内。