許多消費者每過幾年就要更換一次電腦,卻很少頻繁地更換打印機。本文介紹的USB打印機適配器(dongle),將藍牙技術與嵌入式USB主機技術相結合,使通過線纜連接的普通打印機具備特別的無線打印能力,而改裝所需的材料費不足15美元。這種適配器允許任何具有標準USB端口的打印機與擁有藍牙和微軟Windows XP操作系統的電腦交換數據。
這種方案有許多優點。在辦公環境中,外來辦事的人可以通過藍牙打印機打印文件,而不必事先申請一個網絡密碼登錄到辦公場所的LAN上。這樣就可以防止訪客接觸到公司的機密數據。對于消費者來說,它可以使消費者在家中的任何地方打印文件,而不必有線連接PC。
在這種適配器設計中,打印機需要一個USB主機,因為它所針對的老式打印機采用的是USB外設接口。一種名為“USB On-the-Go (OTG)”的新技術能為打印機等單機設備提供主機能力,不需要主機PC。
實踐證明,USB的標準應用方式是一種易用的外設接口。該協議采用一個單一的總線控制器,通常是一臺PC。外設不能使用總線,除非控制器(PC)允許它們使用。甚至總線也不能發生中斷,隨非控制器正確地查詢到總線上的外設。
在PC環境中,這種方案的效果非常好,但它不能使兩個外設之間通過USB實現通訊。因此,為了能夠利用USB打印機打印USB相機中的數碼照片,必須啟動PC,把照片從相機拷貝到PC,然后再從PC中把它打印出來。有了USB OTG,外設(如相機)就能直接與另一個外設(如打印機)通訊,不需要通過PC。
USB標準化團體“USB Implementers ForumVSPACE=12 HSPACE=12 ALT=""> Inc.”已經批準了OTG規格。該規格為支持OTG的設備提供了一種手段,使之變成一個USB主機――以前由PC承擔的角色。利用OTG技術,就可能直接利用USB打印機打印具備OTG功能的數碼相機中的照片,還可以把一個OTG PDA與一個OTG手機相連。OTG具有雙重角色器件(DRD)功能既可以充當主機,也可以充當外設。主機與外設DRD甚至能夠通過主機導航協議(HNP)互換角色。
讓嵌入式器件具備主機功能
幾乎所有的臺式機操作系統都含有USB主機堆疊――USB框架和驅動程序,供操作系統與USB外設通訊。但許多嵌入式應用缺乏這種功能,所以必須創建USB主機堆疊,使嵌入式器件具有充當USB主機的能力。
具有流行操作系統的PC可能有幾百個甚至幾千個USB驅動程序,它可以從中選擇合適的程序來支持USB器件。由于嵌入式產品資源有限,所以幾乎不可能支持如此廣泛的器件。因此,OTG規定,DRD必須為它所要支持的每個設備或每類設備提供驅動程序。這就是所謂的目標外設列表(TPL),一般包含數量不多的設備或者少數幾類設備的驅動程序。
當把一個USB外設連接到一個充當主機的OTG設備上時,OTG設備將從它的TPL中選擇一個相應的驅動程序。如果找到了,外設就會被列舉出來并啟動一項任務;如果找不到相互匹配的驅動程序,外設就不會被列舉出來。如果外設不能被列舉出來,而且外設也是一個OTG DRD,則兩個設備將嘗試利用HNP來交換彼此的角色。
這里所討論的藍牙/USB打印機適配器可以為任何USB打印機提供無線打印能力。適配器內部的嵌入式系統必須充當USB打印機的USB主機,并把藍牙射頻接收到的數據傳送給打印機。
加上一個包含藍牙兼容軟件堆疊的外部閃存ROM,藍牙單芯片射頻、基帶和集成式微處理器解決方案就構成了一個面向無線數據和語音通訊的完全適用的系統。HCRP,以及與打印機和所有藍牙固件功能連接所必需的接口,位居藍牙芯片的閃存之內。
不需要費錢費力地增加另外一個微控制器,而且所有藍牙和打印處理工作都能在該芯片上完成。利用藍牙芯片的特點,可以對設計進行定制,以滿足各種打印機的要求。藍牙芯片允許應用代碼與藍牙堆疊連接,不必經過藍牙SIG的再度認證。
為了進一步降低USB打印機適配器的設計成本,固件可以通過ROM寫入芯片,也可以采用額外的功能來減少所需的RF元件(除天線以外)。
老式打印機采用上述技術就能具備藍牙能力。盡管藍牙打印機越來越受歡迎,但上述適配器將使老式打印機煥發青春。另外,這種解決方案可能集成到新的打印機設計之中,以把低成本藍牙技術應用于這些打印機之中。
DeVerl Stokes是美國賽普拉斯半導體的首席軟件工程師,Kristine Overlaur是英國CSR的技術銷售經理。
采用USB打印機適配器改裝普通打印機,材料費不足15美元。