EZ-USB FX2的數據采集和傳輸系統設計

摘要 設計一種以FPGA和EZ-USB FX2為核心的高速數據采集和傳輸系統。該系統以FPGA為數據采集和數據傳輸的橋梁，由A／D轉換器采集的數據在經(jīng)過(guò)FPGA后，傳輸給EZ-USB FX2的內部端點(diǎn)，最后由EZ-USB FX2傳輸給上位機。論文給出了系統的硬件結構和相關(guān)的軟件程序設計。FX2的應用簡(jiǎn)化了電路的設計，提高了系統的可靠性，并實(shí)現了數據的高速采集與傳輸。該系統非常適合應用于便攜式的測量?jì)x器。
關(guān)鍵詞 EZ-USB FX2 FPGA VC++ 固件設計TLC5510 數據采集

引 言
隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，各種計算機的外圍接口不斷的推陳出新。USB接口已漸漸成為現今個(gè)人計算機上最重要的接口之一，并以其傳輸速度快、使用方便和價(jià)格低廉等特點(diǎn)成為現今一般消費性電子產(chǎn)品和工業(yè)控制設備上不可缺少的接口。Cypress公司的EZ-USBFX2是一個(gè)USB2．0集成外圍控制器，它具有通用串行總線(xiàn)(USB)的3種傳輸模式：1．5 Mb／s的低速模式，12 Mb／s的全速模式，480 Mb／s的高速模式。因此，本設計選用USB2．0芯片CY7C68012、Altera公司的FPGA和TLC5510組成一個(gè)通用的數據采集和傳輸系統。該系統結構簡(jiǎn)單，采集和數據傳輸可靠，能夠滿(mǎn)足現今高速設備的要求。

1 系統硬件設計
本系統主要分為兩個(gè)部分，一部分是由2片TLC5510和FPGA構成的數據采集模塊，另一部分是由FPGA和EZ―USB FX2構成的數據傳輸模塊。系統的框圖如圖1所示。

(1)數據采集模塊
經(jīng)過(guò)調理后的信號進(jìn)入模數轉換電路，選用的高速AD芯片是TI公司的TLC5510。TLC5510是CMOS、8位、20 Msps的模數轉換電路。它采用半閃速結構，單電源5 V工作時(shí)，功耗只有100 mW，內含采樣和保持電路，具有高阻抗方式的并行接口和內部基準電阻。與閃速轉換器相比，半閃速結構減少了功率損耗和晶片尺寸。通過(guò)在兩步過(guò)程中實(shí)現轉換，可以大量地減少比較器的數目，轉換數據的等待時(shí)間為2．5個(gè)時(shí)鐘周期，且高速轉換的同時(shí)能夠保持較低的功耗。TLC5510與FPGA的接口電路如圖2所示。