usb-pc104接口的设计与实现.docx

USB-PCI04接口的设计与实现
电力电子与电力传动专业研究生吴昊 指导教师宁元中
随着虚拟仪器技术的不断发展,测试测量产品的性能得到了极大的提高。但现在通用的测试测量产品大部分还是采用VXI总线、PCI总线、PCI04总线或 RS一232串行总线等。基于这些总线形式的测试测量产品存在不少缺点,如安装
程序烦琐,价格昂贵,带宽有限,传输速度慢,尤其是受计算机插槽数量、地
址、中断资源的限制,可扩展性差。
通用串行总线(Universal Serial Bus)克服了上述问题。它集诺多优点于一身:具有较高的传输速度(USB协议l-1支持最高传输速度达12Mbps,USB ),实现了真正意义上的“即插即用”(P]ug&Play),同时USB上最多可以连接127个外设。因此,梅USB技术应用于测试测量产品是非常适合的。
目前,不少测试测量产品的控制功能由现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Arrays简称FPGA)来实现。虽然FPGA具有结构灵活,通用性强,适于模块化设计等优点,但用它对USB总线较为复杂的时序进行控制在技术上有一定难度。如果能将USB总线的复杂时序转换为PCI04总线的简单时序,FP6A的控制功能就非常容易实现了。同时,以前的PCI04总线测试测量产品只需要进行较小的改进,就可以转换为USB总线产品,这无疑缩短了产品的开发周期,降低了开发成本。不过,将USB总线转换为PCI 04总线后,数据传输速率会有一定程度的下降,所以这种接口转换技术只适用于对速度要求不太高的测试测量产品。
USB—PCI04接口能够实现USB总线时序和PCI04总线时序之间的转换功能。 USB—PCI04接口采用Ez—USB FX2(CY7C68013)芯片作为接口电路的主芯片。(transceiver),串行接口引擎(sIE),增强
型的8051内核以及可编程的外围接口。其独特的结构提高了数据传输速度,。
本文详细介绍了USB—PCI04接口的软硬件实现方法。相比较而言,其硬件组成较为简单,固件程序才是完成转换功能的关键。固件程序是指运行在设备 CPU中的固化程序,该接口的CPU就是CY7C68013中的嵌入式增强型8051。固件代码的存储方式是将固件代码固化到一片EEPROM中,外设加电后由FX2通过 I 2C总线下载到片内RMI后自动执行。USB—PCI04接口体积小,与测试测量功能模块间的连接简单方便,转换功能可靠,己成功应用于USBl201 6(LISB总线,垂直分辨率为12位,存储容量位16兆)数据采集模块和其它测试测量产品,适用范围十分广泛。
关键词:USB PCI04接口 FPGA固件
Design and Implementation of USB-PC 1 04 Interface
Major:Power electric and electric transmission Graduate:Hao Wn Advisor:Yuanzhong Ning
By the developing of virtual instrument technique,the capability of measuring equipment has got a great the current test and rneasure production Ble mostly based on VXI bus,PCI bus,PC 1 04 bus or RS一232 forms of bus have many disadvantages,such as not easy to fix,high ,the most important disadvaatage is that they are restricted to the slot number,address and interrupt the expansibility of equipment has been great limited.
USB(Universal Serial Bus)is a brand new standard interface bus that can get over the shortage mentioned has many advantages:has fl relatively high transmission speed,the re