USB2.0開發(fā)系統(tǒng)管理論文

時間:2022-06-26 04:18:00

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USB2.0開發(fā)系統(tǒng)管理論文

USB,全稱是UniversalSerialBus(通用串行總線),它是在1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家公司聯(lián)合制訂的,USB接口經(jīng)歷了六年的發(fā)展,現(xiàn)在USB已經(jīng)發(fā)展到了2.0版本。usb2.0協(xié)議支持現(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸速率高

(2)數(shù)據(jù)傳輸可靠

(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(xiàn)和一個設備之間有效的實時通信)、動態(tài)性(可以實現(xiàn)接口間的動態(tài)切換)、聯(lián)合性(不同的而又有相近的特性的接口可以聯(lián)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸方式有控制傳輸、同步傳輸、中斷傳輸、塊數(shù)據(jù)傳輸。在圖5所示系統(tǒng)中,USBHOST根據(jù)外部USB設備速度及使用特點采取不同的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù);通過控制傳輸改變顯示器屬性,通過塊數(shù)據(jù)傳輸將要顯示的數(shù)據(jù)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-USBFX2的主要特點

EZ-USBFX2芯片包括1個8051處理器、1個串行接口引擎(SIE)、1個USB收發(fā)器、8.5KB片上RAM、4KBFIFO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(fā)時間。

EZ-USBFX2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(zhí)行所有基本的USB功能,將嵌入式MCU解放出來以用于實現(xiàn)專用的功能,并保證其持續(xù)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-USBFX2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(shù)的區(qū)別在于輸入、輸出引腳數(shù)的不同,以針對不同的應用要求。

5、本系統(tǒng)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(shù)字輸入和16通道數(shù)字輸出,也可以配置為32通道數(shù)字輸出或32通道數(shù)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(jù)USB2.0器件各種內(nèi)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(nèi)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(shù))。

7、將USB2.0的SlaveFIFO引出,用戶可以將SlaveFIFO通道連接到用戶板上試驗。

8、配套模擬數(shù)據(jù)采集顯示軟件,可以作為功能較為完全的數(shù)字存儲示波器使用。

6、綜述:

USB2.0開發(fā)系統(tǒng)是一個較為通用的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng),可以作為高性能的便攜式(主要針對移動系統(tǒng))數(shù)據(jù)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。