USB2.0開發系統管理論文

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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，USBHOST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-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）。它執行所有基本的USB功能，將嵌入式MCU解放出來以用于實現專用的功能，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-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。