usb連接器設計概要

　　usb,全稱(chēng)Universal Serial Bus（通用串行總線(xiàn)），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，現在usb已經(jīng)發(fā)展到了2.0版本。usb2.0協(xié)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(xiàn)。

　　1、usb總線(xiàn)特點(diǎn)：

　　(1) 數據傳輸速率高。

　　(2) 數據傳輸可。

　　(3) 同時(shí)掛接多個(gè)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(shí)時(shí)性（可以實(shí)現和一個(gè)設備之間有效的實(shí)時(shí)通信）、動(dòng)態(tài)性（可以實(shí)現接口間的動(dòng)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(lái)）、多能性（各個(gè)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(xiàn)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(diǎn)采取不同的數據傳輸特點(diǎn)。如通過(guò)控制傳輸更改鍵盤(pán)、鼠標屬性，通過(guò)中斷傳輸要求鍵盤(pán)、鼠標輸入數據；通過(guò)控制傳輸改變顯示器屬性，通過(guò)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(diǎn)：

　　EZ-usb FX2芯片包括1個(gè)8051處理器、1個(gè)串行接口引擎（SIE）、1個(gè)usb收發(fā)器、8.5KB片上RAM、4KB FIFO存儲器以及1個(gè)通用可編程接口（GPIF），如圖2所示。FX2是一個(gè)全面集成的解決方案，它占用更少的電路板空間，并縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。

　　EZ-usb FX2擁有1個(gè)獨特的架構，其中包括1個(gè)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(lái)以用于實(shí)現專(zhuān)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(gè)通用可編程接口（GPIF），允許它“無(wú)膠粘接”，即可與任何ASIC或DSP進(jìn)行連接，并且它還支持所有通用總線(xiàn)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(xiě)了usb2.0器件的介紹文檔，讓用戶(hù)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(xiě)了相應的固件代碼和上層測試程序。

　　6、 編寫(xiě)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(hù)可以將Slave FIFO通道連接到用戶(hù)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(kāi)發(fā)系統是一個(gè)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(dòng)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(shí)可以作為一個(gè)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(shí)時(shí)性不夠的弱點(diǎn)。