Sind USB-zu-SPI-*Slave*-Bridge-Chips leicht erhältlich?

Ich möchte ein batteriebetriebenes Gerät an USB anschließen, ohne dass Benutzer Treiber installieren müssen. Die Anforderungen an die Datenübertragung sind moderat, daher wären die ~60 kByte/s des HID-Modus in Ordnung, aber ich möchte nicht viel langsamer sein. Der Hauptprozessor wird wahrscheinlich auch dann mit Batterien betrieben, wenn ein USB-Kabel angeschlossen ist. Daher möchte ich, dass der Prozessor immer dann schläft, wenn der PC nicht aktiv kommuniziert.

Ich habe überlegt, eine USB-zu-Seriell-Brücke zu verwenden, aber die, die ich gesehen habe, würden bei den meisten Mikrocontrollern erfordern, dass die Datenrate langsam genug ist, um die Reaktionszeit für Unterbrechungen der seriellen Schnittstelle im schlimmsten Fall zu berücksichtigen. Während alle, die ich gesehen habe, einem Controller erlauben, anzugeben, ob er bereit ist, Daten zu empfangen, hat keiner die Möglichkeit, einen "nicht bereiten" Controller zu bitten, sich bereit zu machen. Alle USB-zu-SPI-Bridge-Chips, die ich gesehen habe, sind darauf beschränkt, als SPI-Master zu fungieren, was die Situation für jeden daran angeschlossenen Mikrocontroller noch schlimmer machen würde.

Eine USB-Schnittstelle, die als SPI-Slave mit einem Interrupt-Pin fungiert, erscheint ideal, da sie sehr schnell kommunizieren kann, wenn der Hauptprozessor kommunizieren möchte, und dem Hauptprozessor mitteilen kann, wann er Aufmerksamkeit benötigt, aber selbst dann keine Daten verlieren würde Der PC sollte es senden, gerade als der Hauptprozessor schlafen gehen wollte (der Interrupt würde innerhalb von etwa 100 Mikrosekunden ein Aufwachen auslösen, woraufhin der Controller fragen könnte, was passiert ist, und dann Daten empfangen könnte). Im Gegensatz zu USB-zu-Seriell- oder USB-zu-SPI-Master-Bridges, die einen nichtflüchtigen Konfigurationsspeicher benötigen, könnte eine USB-zu-SPI-Slave-Bridge von dem SPI-Master konfiguriert werden, mit dem sie verbunden ist, was möglicherweise den Siliziumbedarf reduziert .

Es sollte zumindest möglich sein, einen billigen USB-kompatiblen Mikrocontroller zu verwenden und ihn so zu programmieren, dass er als Brücke fungiert; Wenn jemand so etwas getan und als Open Source veröffentlicht hat, würde ich das genauso schnell verwenden, als es neu zu implementieren. Es könnte möglich sein, einen UART anstelle von SPI zu verwenden, wenn das Gerät Handshaking unterstützt und einen Pin hat, der anzeigt, wann es Daten zu senden hat (auch wenn es zurückgehalten wird); ein solcher Ansatz könnte notwendig sein, wenn ein Mikrocontroller als Brücke verwendet wird, da die meisten Mikrocontroller lausige SPI-Slaves abgeben. Auf der anderen Seite, wenn so etwas als preiswertes Teil von der Stange erhältlich ist, scheint das einfacher zu sein, als Mikrocontroller-Chips kaufen und dann programmieren zu müssen. Hat jemand irgendwelche Empfehlungen?

Nachtrag

Ich hätte vielleicht klarstellen sollen, dass ich versuche, etwas wirklich Billiges zu finden, und evaluiere die Möglichkeiten, entweder einen Hauptcontroller mit integriertem USB zu verwenden oder eine Art Brücke zu verwenden. Die Verwendung einer Brücke kann die Verwendung eines billigeren Hauptprozessors ermöglichen, als sonst erforderlich wäre, und kann das Netzteildesign vereinfachen (da die Brücke über USB mit Strom versorgt werden könnte, ohne sicherstellen zu müssen, dass der Prozessor Strom vom +5-V-USB und nicht vom +6V Batterie, wenn beide Versorgungen verfügbar waren); Selbst wenn Bridge + CPU am Ende ein oder zwei Cent mehr sind als eine USB-fähige Haupt-CPU, könnte die Trennung des USB von den anderen CPU-Funktionen immer noch ein "Gewinn" sein.

Von den Designs, die ich bisher gebaut habe, verwendete mein Favorit einen FT245 in Kombination mit einem CPLD in einer Tastatur/Anzeige/USB-Platine, die über eine 3-adrige SPI-Schnittstelle (zwei Drähte von der Hauptplatine) mit der Hauptplatine kommunizierte ; ein Draht geht zurück). Wenn sich sowohl die Uhr als auch die Daten im Ruhezustand befanden, würde das CPLD die Datenrückgabe verwenden, um anzuzeigen, wann die Haupt-CPU sie warten musste (weil eine Taste gedrückt wurde, Daten auf dem USB angekommen sind, der USB eingesteckt/ausgesteckt war usw .) Die Haupt-CPU könnte dann in ihrer relativen Freizeit aufwachen, das CPLD fragen, was genau es wollte, und tun, was immer getan werden musste. Ich mochte diesen Kommunikationsstil sehr, aber FT245 und CPLD zusammen kosten zu viel. Darüber hinaus könnte die Möglichkeit, HID anstelle von CDC zu verwenden, das Endkundenerlebnis verbessern.

Konzeptionell scheint es, dass ein Chip, der als Brücke zwischen USB und einer CPU dient, die darauf ausgelegt ist, mit ihm zu kommunizieren, elektrisch einfacher und billiger sein könnte als die USB-zu-anderen-Dinge-Schnittstellen, die ich seitdem gesehen habe würde keinen nichtflüchtigen Konfigurationsspeicher benötigen und würde nicht sehr viele Konfigurationsoptionen erfordern - hauptsächlich Aktivierungen für die verschiedenen Endpunkte, möglicherweise einige Zeitüberschreitungen und einen Speicher für Daten, die den Host am Kontrollendpunkt füttern. Die meiste andere Logik würde vom angeschlossenen Prozessor gehandhabt werden. Leider kenne ich kein solches Gerät, das tatsächlich zum Verkauf steht.