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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. 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)。
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