基于CY7C68013的USB2.0數據傳輸模塊設計

　　1 引 言

　　通用串行總線(USB)[1]是一種電纜總線。它支持主計算機與許多可同時訪問的外設之間進行數據交換。使外設的連接具有單一化、即插即用、熱插拔等特點，已經成為個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。每條指令占四個時鐘周期，在48M晶振下工作時，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。文中重點介紹CY7C68013的GPIF接口功能及其在設計中的實現機理。

　　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：實現模塊與測試電路的連接;

　　電平轉換：單片機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，電平轉換器件實現電壓值的匹配;

　　USB總線控制器：采用CY7C68013接口芯片的GPI接口模式完成控制信號的發送和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硬件部分工作過程

　　硬件工作過程：

　　數據傳輸中核心器件是CY7C68013控制器芯片，主要完成USB的事務處理和單片機的控制功能。系統采用總線供電模式，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個端點共享。實現數據的高速讀取和傳輸，根據實際的需要，設計中配置了端點2采用三緩沖，使用3KB，端點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控制波形，FD[15:0]雙向數據總線12位與外部測試電路的靜態存儲器(SRAM)的相連，CTL[5:0]輸出可編程控制信號，如SRAM的讀寫選通信號等。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。