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    USB設計概要
    發布時間:2010/8/16   點擊次數:1807次

    USB,全稱Universal Serial Bus(通用串行總線),它是在1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯合制訂的, USB接口經歷了六年的發展,現在USB已經發展到了2.0版本。USB2.0協議支持現存的所有USB設備,既可以把USB1.1設備插入USB1.1的PC機接口,并且在電氣上兼容USB1.1的連接線。
    1、USB總線特點
    (1) 數據傳輸速率高
    ( 2) 數據傳輸可*
    ( 3) 同時掛接多個USB設備
    (4) USB接口能為設備供電
    (5) 支持熱插拔。
    USB還具有一些新的特性,如:實時性(可以實現和一個設備之間有效的實時通信)、動態性(可以實現接口間的動態切換)、聯合性(不同的而又有相近的特性的接口可以聯合起來)、多能性(各個不同的接口可以使用不同的供電模式)。
    2、USB接口的結構與典型應用
    USB接口引腳定義如圖4所示。USB接口數據傳輸距離不大于5米。其典型應用如下圖5所示。
    USB總線上數據傳輸方式有控制傳輸、同步傳輸、中斷傳輸、塊數據傳輸。在圖5所示系統中,USB HOST根據外部USB設備速度及使用特點采取不同的數據傳輸特點。如通過控制傳輸更改鍵盤、鼠標屬性,通過中斷傳輸要求鍵盤、鼠標輸入數據;通過控制傳輸改變顯示器屬性,通過塊數據傳輸將要顯示的數據送給顯示器。
    3、器件選用:
    USB2.0器件:Cypress公司FX2系列;
    高速ADC:TI、LT、AD公司的高速(40MSPS~80MSPS)8位ADC系列;
    高精度ADC:TI、LT、AD公司的中高速(2MSPS~40MSPS)12/14位ADC系列;
    高速DAC:AD、LT公司的高速(40MSPS~80MSPS)8位DAC系列;
    高精度DAC:AD、LT公司的中高速(20MSPS~80MSPS)12/14位DAC系列;
    4、EX-USB FX2的主要特點
    EZ-USB FX2芯片包括1個8051處理器、1個串行接口引擎(SIE)、1個USB收發器、8.5KB片上RAM、4KB FIFO存儲器以及1個通用可編程接口(GPIF),如圖2所示。FX2是一個全面集成的解決方案,它占用更少的電路板空間,并縮短開發時間。
    EZ-USB FX2擁有1個獨特的架構,其中包括1個智能串行接口引擎(SIE)。它執行所有基本的USB功能,將嵌入式MCU解放出來以用于實現的功能,并保證其持續的高性能的傳輸速率。FX2還包括2個通用可編程接口(GPIF),允許它“無膠粘接”,即可與任何ASIC或DSP進行連接,并且它還支持所有通用總線標準,包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA。EZ-USB FX2完全適用于USB2.0,并向下兼容USB1.1。
    FX2有3種封裝形式:56腳 SOPP、100腳的TQFF(薄形四方扁平封裝)、128腳的TQFP。引腳數的區別在于輸入、輸出引腳數的不同,以針對不同的應用要求。
    5、本系統的功能:
    1、有PGA(可編程增益放大器),ADC采用20MSP~40MSPS中高速8位ADC,DAC采用20MSPS~40MSPS中高速8位DAC。
    2、SRAM采用128K×8高速SRAM。
    3、 3、具備16通道數字輸入和16通道數字輸出,也可以配置為32通道數字輸出或32通道數字輸入。
    4、 編寫了USB2.0器件的介紹文檔,讓用戶熟悉Cypress公司USB器件各種特性。
    5、 根據USB2.0器件各種內部特性,編寫了相應的固件代碼和上層測試程序。
    6、 編寫了USB2.0內部傳輸速度測試程序,以多媒體圖象顯示程序為例(將圖象下載到FX2中,讀回主機顯示,計算每秒顯示幀數)。
    7、 將USB2.0的Slave FIFO引出,用戶可以將Slave FIFO通道連接到用戶板上試驗。
    8、 配套模擬數據采集顯示軟件,可以作為功能較為完全的數字存儲示波器使用。
    6、綜述:
    USB2.0開發系統是一個較為通用的數據采集分析系統,可以作為高性能的便攜式(主要針對移動系統)數據采集卡,也可以作為高性能ADC、DAC器件的評估板,同時可以作為一個高性能的便攜虛擬儀器使用,由于采用USB2.0接口,能夠克服以往使用并口或USB1.1接口便攜虛擬儀器實時性不夠的弱點。

     

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