USB连接器设计概要

2018-08-22 11:02:40 浏览:
USB,全称Universal Serial Bus(通用串行总线),它是在1994年底由康柏、IBM、Microsoft等多家公司联合制订的,USB接口经历了六年的发展,现在USB已经发展到了2.0版本。USB2.0协议支持现存的所有USB设备,既可以把USB1.1设备插入USB1.1的PC机接口,并且在电气上兼容USB1.1的连接线。
1、USB总线特点:
(1)数据传输速率高。
(2)数据传输可。
(3)同时挂接多个USB设备。
(4)USB接口能为设备供电。
(5)支持热插拔。
USB还具有一些新的特性,如:实时性(可以实现和一个设备之间有效的实时通信)、动态性(可以实现接口间的动态切换)、联合性(不同的而又有相近的特性的接口可以联合起来)、多能性(各个不同的接口可以使用不同的供电模式)。
2、USB接口的结构与典型应用:
USB接口引脚定义如图4所示。USB接口数据传输距离不大于5米。其典型应用如下图5所示。
USB总线上数据传输方式有控制传输、同步传输、中断传输、块数据传输。在图5所示系统中,USB HOST根据外部USB设备速度及使用特点采取不同的数据传输特点。如通过控制传输更改键盘、鼠标属性,通过中断传输要求键盘、鼠标输入数据;通过控制传输改变显示器属性,通过块数据传输将要显示的数据送给显示器。
3、器件选用:
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的主要特点:
EZ-USB FX2芯片包括1个8051处理器、1个串行接口引擎(SIE)、1个USB收发器、8.5KB片上RAM、4KB FIFO存储器以及1个通用可编程接口(GPIF),如图2所示。FX2是一个全面集成的解决方案,它占用更少的电路板空间,并缩短开发时间。
EZ-USB FX2拥有1个独特的架构,其中包括1个智能串行接口引擎(SIE)。它执行所有基本的USB功能,将嵌入式MCU解放出来以用于实现专用的功能,并保证其持续的高性能的传输速率。FX2还包括2个通用可编程接口(GPIF),允许它“无胶粘接”,即可与任何ASIC或DSP进行连接,并且它还支持所有通用总线标准,包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA。EZ-USB FX2完全适用于USB2.0,并向下兼容USB1.1。
FX2有3种封装形式:56脚SOPP、100脚的TQFF(薄形四方扁平封装)、128脚的TQFP。引脚数的区别在于输入、输出引脚数的不同,以针对不同的应用要求。
5、本系统的功能:
1、有PGA(可编程增益放大器),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、具备16通道数字输入和16通道数字输出,也可以配置为32通道数字输出或32通道数字输入。
4、编写了USB2.0器件的介绍文档,让用户熟悉Cypress公司USB器件各种特性。
5、根据USB2.0器件各种内部特性,编写了相应的固件代码和上层测试程序。
6、编写了USB2.0内部传输速度测试程序,以多媒体图象显示程序为例(将图象下载到FX2中,读回主机显示,计算每秒显示帧数)。
7、将USB2.0的Slave FIFO引出,用户可以将Slave FIFO通道连接到用户板上试验。
8、配套模拟数据采集显示软件,可以作为功能较为完全的数字存储示波器使用。
6、综述:
USB2.0开发系统是一个较为通用的数据采集分析系统,可以作为高性能的便携式(主要针对移动系统)数据采集卡,也可以作为高性能ADC、DAC器件的评估板,同时可以作为一个高性能的便携虚拟仪器使用,由于采用USB2.0接口,能够克服以往使用并口或USB1.1接口便携虚拟仪器实时性不够的弱点。