基于fx2lp的usb2.0接口模块设计

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1、第1卷第3期228中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE2006年10月基于FX2LP的USB2.0接口模块设计1刘兆年，史小军，朱为，堵国樑（东南大学电子科学与工程学院，南京210096）摘要：介绍了一种USB2.0模块，该模块提供了外设与主机之间的高速数据传输通道。设计中采用了Cypress的EZUSB-FX2LP芯片。介绍了FX2LP的内部结构和特性，以及该接口模块的开发流程，包括硬件设计，固件程序设计，上位机驱动和应用软件设计。关键词：USB2.0；FX2LP；Cypress

2、；固件程序；驱动程序中图分类号：TP334.7文献标识码：A文章编号：1673－7180(2006)03－0228－40引言z通过USB接口从上位机下载。本设计采用USB接口技术目前已得到广泛的应用，USB2.0了由上位机下载固件程序的方式，节省了协议是2000年4月发布的一个标准，理论传输速度电路板空间和成本。[1]可达480Mbps。美国Cypress公司的EZUSB-FX2LPz从EEPROM装载是在FX2的基础上改进而成的一款USB2.0芯片，z从外部存储器装载（只有128引脚封装的它集成

3、了增强型的8051内核，并采用了低功耗设计，芯片支持该方式）代表了业界的领先水平。由于USB2.0的协议比较复4）四个可编程端点，每端点可配置成批量、中杂，开发USB2.0接口往往需花费较多的时间。本文断或同步传输方式。提出了一种基于FX2LP的USB2.0接口模块设计，5）通用可编程接口（GPIF）使用者只需将该模块运用到需与上位机传输数据的GPIF提供可编程的接口时序，从而可以和外部系统中，便可利用USB2.0接口传输数据，而无需了DSP，ASIC等进行无缝连接。解太多的USB2.0协议。6）

4、ECC运算1FX2LP的内部结构及特点纠错码（ErrorCorrectingCode）运算，可以对FX2LP是从FX2改进而来，固件程序和FX2按照纠错码编码规则输入FIFO的数据进行纠错运完全兼容，FX2LP与FX2相比功耗显著降低，最大算。电流不超过85mA，完全满足USB总线供电的要求，2硬件设计实际工作时电流要小得多，CPU工作于挂起模式时，本设计的目标是设计一个通用的USB2.0接口消耗电流仅500uA。FX2LP的内部Ram由FX2的电路，从而使用户无需了解许多的USB技术即可使[2]

5、8KByte增加到16KByte。用USB接口，因此这里使用了FX2LP的FIFO接口FX2LP的特点总结如下：部分，留给用户的是一个FIFO接口，用户只需向1）单个芯片集成了USB2.0收发器，串行接口FIFO里写入数据就可以了，接口时序比较简单，这引擎（SIE），以及增强型的8051单片机。样FX2LP的固件程序几乎不需变化就可满足大部分2）功能和引脚上完全和FX2兼容，主要改动是的应用需求。这里选用的芯片是56ssop封装，占用将内部RAM由8KB增加到16KB，并采用了低功耗电路板面积较省

6、，虽然引腿较少，但也能满足数据设计，更适合总线供电设备使用。传输的要求。3）支持三种固件程序下载方式：FX2LP与外部电路的接口方式有两种，一种是1作者简介：刘兆年：东南大学电子科学与工程学院，硕士研究生，主要研究电路与系统设计E-mail：mn1115@seu.edu.cn。第1卷第3期中国科技论文在线SCIENCEPAPERONLINE2006年10月229GPIF的主动方式，一种是从FIFO方式，从FIFO方CPU[3]式下FX2LP的结构如图1所示：FX2LP与外部电路的引脚连接如图2所示

7、。外部电路只需满足FIFO的接口时序，便可与主机实现USBFIFO外部电路双向数据传输，使用过程中无需考虑复杂的USB传输细节。图1FX2LP从FIFO方式下的框图图2FX2LP从FIFO方式引脚连接图最终接口模块的形状做的非常小，去掉了所有RAM1附加的功能，只是把FX2LP的信号线用排针引出来，使用时再插到电路板上与外部电路相连。这样就可以作为一个单独的USB模块来使用，在需要USB2.0接口的场合，只要将该模块接到其他电路上，例如USB接口FPGAAD芯片模块接到FPGA上，FPGA编程时再

8、满足FIFO的接口时序（FIFO接口时序可参考文献2），便可实现FPGA与主机的USB接口通讯。对FPGA编程来说，只需RAM2考虑和FX2LP的接口时序就可以了，使用比较方便。以该模块在EIS电阻抗扫描成像设备的数据采图3EIS数据采集系统框图集系统中的应用为例，该数据采集系统主要由一块FPGA将AD采集到的数据先暂存到SRAM中，FPGA（EP1K50），五块AD芯片（AD7862，五块当采集到一定量的数据后再将该SRAM中的数据发AD同时采集10路信号），两块SRAM送至US