基于CY7C68013的USB2.0數據傳輸模塊設計

　　1 引 言

　　通用串行總線(xiàn)(USB)[1]是一種電纜總線(xiàn)。它支持主計算機與許多可同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)的外設之間進(jìn)行數據交換。使外設的連接具有單一化、即插即用、熱插拔等特點(diǎn)，已經(jīng)成為個(gè)人筆記本電腦和臺式機的標準配置接口。USB支持3種傳輸速率：1.5Mb/s的低速傳輸、12Mb/s的全速傳輸、480Mb/s的高速傳輸。Cypress公司的EZ-USB FX2是一款集成 USB2.0的微處理器，它集成了USB2.0收發(fā)器、SIE(串行接口引擎)、增強的8051微控 制器和可編程的外圍接口。每條指令占四個(gè)時(shí)鐘周期，在48M晶振下工作時(shí)，單指令周 期為83.3ns，執行速度遠快于標準的8051單片機。本文的數據傳輸模塊采用CY7C68013 高速芯片設計的USB接口可以實(shí)現外部的存儲測試電路數據的快速下載，并且上傳至計 算機保存，顯示，處理。文中重點(diǎn)介紹CY7C68013的GPIF接口功能及其在設計中的實(shí)現機理。

　　2 硬件連接設計

　　2.1系統連接框圖及硬件各部分功能

　　系統的連接框圖如下圖1所示:主要有計算機主機USB接口，程序存儲EEPROM，內置MCU的USB接口芯片，電平轉換部分組成。

　　硬件各部分功能：

　　設備接口：實(shí)現模塊與測試電路的連接;

　　電平轉換：?jiǎn)纹瑱C的輸出和工作電壓為3.3V的電壓值，而設備的電壓是3.3～5V之間，電平轉換器件實(shí)現電壓值的匹配;

　　USB總線(xiàn)控制器：采用CY7C68013接口芯片的GPI接口模式完成控制信號的發(fā)送和16bit寬度數據的讀取;

　　串行EEPROM：存儲單片機固件，并被下載到單片機。

　　2.2硬件部分工作過(guò)程

　　硬件工作過(guò)程：

　　數據傳輸中核心器件是CY7C68013控制器芯片，主要完成USB的事務(wù)處理和單片機的控制功能。系統采用總線(xiàn)供電模式，數據傳輸模塊連接到計算機后，上電復位后，USB功能設備以全速的模式進(jìn)行設備的識別并枚舉。設計中將程序存儲到串行EEPROM中，主芯片首先檢測I2C總線(xiàn)上的EEPROM，判斷其首字節是0xC2,下載固件和USB的描述符標裝入到自身的RAM中執行，并且根據信息設置定義設備，完成了重枚舉。 CY7C68013包含8.5KB的片上RAM，可以用于“軟配置”，4KB的FIFO存儲器可以給4個(gè)端點(diǎn)共享。實(shí)現數據的高速讀取和傳輸，根據實(shí)際的需要，設計中配置了端點(diǎn)2采用三緩沖，使用3KB，端點(diǎn)4采用雙緩沖使用1KB。

　　采用GPIF主機模式，EZ-USB FX2由軟件編程輸出讀寫(xiě)控制波形，FD[15:0]雙向數據總線(xiàn)12位與外部測試電路的靜態(tài)存儲器(SRAM)的相連，CTL[5:0]輸出可編程控制信號，如SRAM的讀寫(xiě)選通信號等。數據在GPIF控制下讀入到CY7C68013后，在軟件的配置下，完成1024字節的最大封包，輸入計算機，由主機端的主控制器的串行接口引擎完成數據流串行化和解碼。