USB2.0-ATA/ATAPI桥器件可支持线缆供电的驱动器

创新要求灵活的、由固件驱动的架构

希望开发创新性USB 2.0大容量存储外设以使其产品独具特色的驱动器开发商应当寻求由固件驱动的器件，这会带来很大的好处。固件驱动的器件与大量通用I/O一起可使驱动器开发商能够在产品开发期间充分利用他们独有的系列技术，并获得更好的市场前景。最后，其就可以推出新型的、有创意的驱动产品，并能够在提供上述驱动器产品的制造商市场中获得成功。

便携式数字音频和视频播放器的创新型解决方案

基于HDD的便携式数字音频播放器正成为日益流行的产品。从历史上说，音频播放器都依靠闪存技术作为音频文件的存储，但利用尺寸纤小的硬盘驱动器作为音频文件存储的做法正日益流行。上述升级背后的推理很简单，就是由于巨大的歌曲存储容量。传统的、基于闪存的音频播放器可存储10至20首歌，而基于HDD的播放器则可存储数千首歌。Apple的iPod ?是第一部采用硬盘驱动器的、著名的便携式音频播放器，其让iPod "口袋中装载1000首歌"的口号变成了现实。人们已开始把全部歌曲库随身携带。

随着基于HDD的音频播放器存储容量不断扩大，我们需要到PC或Mac的连接实现更大的吞吐量。Apple的iPod 使用了1394a "Firewire"高速连接的"fast wire"特性。其他公司则已开始使用USB 2.0作为其高速连接解决方案。与USB 2.0外设HDD一样，这种应用也要求USB 2.0到ATA桥接器解决方案。如此说来，便携式音频播放器应当比外设HDD更为复杂，因此基于USB 2.0的音频播放器开发商要求桥接器解决方案除了单纯的USB 2.0 HDD所需要的之外，还应具备更多的功能。

基于HDD的便携式音频播放器的桥接器解决方案应当是"智能的"。这就是说，它应当具有可编程性，以及由固件驱动的架构。实现上述目的的最佳方式就是在桥接器件（USB 2.0到ATA）中嵌入一个嵌入式处理器。将处理器嵌入桥接器件中既能够节约板级空间，又能够节约成本。此外，还应具备DSP和智能桥接器之间的I/O通道，从而实现设备间的通信与协调。这可以就通用I/O（GPIO）、串行总线或上述二者的组合得以实现。我们不妨来看看为什么桥接器件和DSP之间的通信对便携式音频播放器非常重要。

创新的音频播放器开发商充分利用了内置HDD千兆位存储容量的优势。凭借巨大的现有数据存储空间，希望使其产品从竞争对手中脱颖而出的开发商正在向其音频播放器添加除音频之外的其他功能。许多新功能通常都与个人数据助理 (PDA) 相关。通过添加日历、待完成工作表、联系人列表以及开支记录等功能，基于HDD的音频播放器目前能够像功能丰富的PDA一样发挥作用。此外，开发商还可通过添加诸如播放列表同步等功能来扩大传统功能。

事实上，实施这些更多特性的关键要求就是桥接器和DSP具备自由高效地相互通信的能力。众多的数据移动还是在PC和HDD之间进行的，关于这些数据的信息必须通过智能桥接器件传递输DSP。这是通过桥固件定制直接实现的。当然，如果桥接器不具备集成的处理器--如果它不是智能的、可编程的桥接器件的话--那么就不可能进行定制。   

  

图2：基于HDD的USB 2.0便携式音频播放器   

便携式视频播放器

便携式视频播放器是一种新兴的产品类型，我们可将其看作是便携式音频播放器的相关产品。此二者具有许多相似的产品要求。由于其所处理的视频文件大小大大超过音频文件，因此视频播放器基本上都需要以HDD作为视频文件的存储。由于和便携式音频播放器相同的原因，因此智能桥接器在便携式视频播放器中也同样重要。

线缆供电的驱动器

线缆供电的驱动器，是指通过USB线缆供电，而不需要插入墙上电源插座的USB 2.0驱动器，其很受最终用户的欢迎。线缆供电不仅能够为最终用户提供简单的使用模型（即插即用），而且还取消了墙上型电源适配器这一组件，从而节省了金钱。

USB总线规范存在的一个错误是，总线本身可以向外设提供最大500mA的电流。由于大多数ATA和ATAPI驱动器需要大于500mA的电流，因此开发由线缆供电的驱动器存在不少问题。此外，USB规范要求任何线缆供电的器件在枚举时电流不超过100 mA，在"睡眠"省电操作模式时电流低于500uA。驱动器开发商制造线缆供电的驱动器必须采用满足上述电源标准的桥接器件。

如果开发商希望使用驱动器所要求的功率级别是USB线缆所不能提供的，那么就会采用智能电池辅助解决方案。在这种情况下，如锂离子电池等的充电电池与驱动器和智能电池管理器件位于同一位置。电池将提供大部分的驱动器操作电流。不过，桥接器板的低电流消耗对应用而言仍然非常重要，因为智能电池管理器件必须具备充足的自由电流才能进行充电。否则就会出现电池无电或数据丢失或讹误的风险。

在通过USB线缆进行电池充电时，开放商应当能够最大化从线缆到电池的功率传输，因为USB线缆只能提供2.5瓦特的功率（电流500 mA，电压5V）。了解了这一点，开发商就应当致力于最小化所有不直接与电池充电功能相关器件的功耗。在电池充电过程中，符合逻辑的做法是给HDD和DSP断电。从为电池充电应用而优化的固件进行操作的智能桥接器件将为DSP和硬盘驱动器断电。这将显示其自身ATA接口的三态，从而实现为电池充电而优化的低功耗使用状态。电池进行充电时，桥接器件还能监视充电过程和USB总线的情况。如果与音频播放器相关的总线流量重新再现，那么桥将重新启动DSP和HDD。   

  

图3：基于智能桥接器的电池管理