USB/EPP转接系统的硬件设计与分析

摘要：设计并实现了一个USB/EPP 转接系统，给出其硬件设
计方案并讨论了相关技术细节， 使其实现USB 接口到EPP
接口的相互数据转发。使仅具有EPP 接口的传统仪器设备
借助于USB/EPP 转接系统拥有USB 总线所提供的即插即用
和设备插架特性， 方便其通过USB 接口灵活接入同时拥有
多个外设的计算机主机系统。
关键词：USB；EPP；转接系统
中图分类号：TP368.3 文献标识码：A
文章编号:1008- 0570(2005)11- 2- 0166- 03

在传统的I/O 模式中，计算机外设通常映射为
CPU 中固定I/O 地址，要求由主机分配一个指定的
IRQ 中断请求。由于PC 机的端口和中断资源有限，因
而使外设的可扩展性受到局限；同时，随着电脑应用
的拓展，PC 机的外设接口越来越多，外设对系统资源
的独占性也容易导致系统资源冲突。由于各种外部设
备不断增加，容易导致各种I/O 冲突。
由Intel、Compaq、Microsoft、IBM等厂商所提出的
USB 总线标准，基于即插即用和设备插架技术，设备
接入时不影响应用程序的运行，具有良好的可扩充性
和扩展的方便性。目前USB 协议已经发展到了最新的
2.0 版本，可支持峰值传输速率为480Mbps 的高速外
设，可提供4～8 个USB 2.0 接口，同时通过USB 集线
器（HUB）的扩展还可以支持多达127 个外设同时连
接，基本上解决了各种外设同时存在同时使用的所有
问题。基于USB 接口的上述优点，目前的计算机，特别
是笔记本计算机基本上都只配备USB 接口，而取消了
传统的串口和并口，这对那些以前购置的需要与计算
机进行通信而只有串口或并口的各种仪器的继续使
用造成了极大的障碍。

针对传统的数字化仪器与计算机通信中存在的
接口不足的问题，本文设计了一个USB/EPP 转接系
统，使其能够从计算机的USB 接口接收数据，经过格
式转换，从USB/EPP 转接系统的并行接口EPP 发送给
传统的仪器设备；同时也能够从USB/EPP 转接系统的
并行接口EPP 接收数据，将其转化为USB 帧格式，并
发送到计算机的USB 接口。从而使仅具有EPP 接口
的传统仪器设备借助于USB/EPP 转接系统，可以继续
正常使用。
2 USB 总线
2.1 USB 系统描述及总线协议
USB 是一种电缆总线，支持在主机和各种即插即
用外设之间进行数据传输。由主机预定的标准协议使
各种设备分享USB 带宽，当其它设备和主机在运行
时，总线允许添加、设置、使用以及拆除外设，这为多
个仪器设备共享同一个主计算机提供了可能。USB 协
议采用了管道模型的软硬件协议，摒弃了一般外设协
议的端口映射方式，从而有效地避免了计算机应用系
统I/O 端口地址冲突。
根据功能划分，一个USB 系统由三个部分组成：
即USB 互连、USB 主机和USB 设备。图1 给出了USB
系统的通用拓扑结构。