usb连接器设计概要

usb连接器设计概要

　　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。