摘要：本文闡述了利用cypress公司ez-usb fx2系列usb2.0集成芯片cy7c68013的高速slave fifo通用外部接口來實現(xiàn)pc機和led點陣顯示屏間數(shù)據(jù)通訊的設(shè)計方案，給出了其接口電路的硬件原理及底層軟件的設(shè)計過程。

    關(guān)鍵詞：usb2.0；cy7c68013;fifo;led顯示

    １ 引言

    ｌｅｄ顯示屏具有亮度高，故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富等優(yōu)點，可廣泛用于公路、金融、證券、車站、碼頭、體育場館等公共場合，其顯示數(shù)據(jù)通常來自上位ｐｃ機，這就要求有一個高速通道來傳輸大量的顯示數(shù)據(jù)，ｕｓｂ２．０接口無疑是一個很好的解決方案。

    ｕｓｂ由總線提供電源，傳輸時具有ｃｒｃ檢錯、糾錯能力，能實現(xiàn)真正的實時熱插拔，并支持多個外設(shè)連接到同一個連接器上，從而緩解ｐｃ系統(tǒng)資源沖突，這些突出的優(yōu)點使得ｕｓｂ１．ｘ在ｐｃ機外部設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用, ｕｓｂ２．０傳輸速度高達(dá)４８０ｍｂ／ｓ，是ｕｓｂ１．ｘ的４０倍,并向下兼容ｕｓｂ１．ｘ。這樣就使得快速大量的數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)。

    在此強調(diào)一下兩個下文將要用到的概念：ｉｎ端點和ｏｕｔ端點。此處的ｉｎ、ｏｕｔ都是相對于上位ｐｃ機而言，ｉｎ端點指用來接收上位ｐｃ機數(shù)據(jù)的端點，ｏｕｔ端點則是往ｐｃ機發(fā)送數(shù)據(jù)的端點。

    ２�。悖罚悖叮福埃保澈喪�

    帶高速ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ通用外部接口的ｃｙ７ｃ６８０１３是ｃｙｐｒｅｓｓ公司推出的ｕｓｂ２．０集成微處理芯片，片上集成了ｕｓｂ收發(fā)器（ｓｉｅ）、增強型８０５１單片機（其指令系統(tǒng)與普通８０５１單片機完全兼容）及８ｋ程序存儲區(qū) 共有４個支持ｕｓｂ２．０高速傳輸?shù)摹按蟆倍它c（２個ｉｎ端點和２個ｏｕｔ端點）和４ｋｂ片內(nèi)ｒａｍ該ｒａｍ 可配置為４個“大”端點的ｆｉｆｏ，其中２個“大”端點可以配置為雙、三、四緩沖區(qū)（ｆｉｆｏ），一個“大”端點最大可配置為２ｋｂ ｆｉｆｏ，更重要的是該芯片提供了兩個用于實現(xiàn)ｕｓｂ２．０高速傳輸?shù)目删幊掏獠吭O(shè)備接口以及ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ和ｇｐｉｆ，這２個通用外部接口可通過與４個“大”端點協(xié)調(diào)工作來實現(xiàn)ｕｓｂ２．０的高速傳輸，本文只討論 ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ可編程外部設(shè)備接口的應(yīng)用。

    ｃｙ７ｃ６８０１３有５６ｐｉｎ、１００ｐｉｎ、１２８ｐｉｎ三種封裝，其中５６ｐｉｎ已具備所有ｕｓｂ２．０功能，而１００ｐｉｎ則在５６ｐｉｎ基礎(chǔ)上增加了更多ｉ／ｏ和更多ｇｐｉｆ模式下的控制信號，１２８ｐｉｎ又在１００ｐｉｎ基礎(chǔ)上增加了用于擴充數(shù)據(jù)存儲區(qū)的地址總線和數(shù)據(jù)總線。本應(yīng)用就是基于可編程外部設(shè)備接口ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ，大量數(shù)據(jù)傳輸可直接由ｆｐｇａ處理而無需擴充外部數(shù)據(jù)存儲區(qū)，在此選擇最經(jīng)濟的５６ｐｉｎ ｃｙ７ｃ６８０１３ 即可滿足設(shè)計要求， 其體系結(jié)構(gòu)如圖１所示。

    ３ ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ簡介

    ｃｙ７ｃ６８０１３ 雖然可以用內(nèi)置增強型８０５１單片機直接處理ｕｓｂ２．０數(shù)據(jù)，但這樣會受到單片機速度的限制而無法實現(xiàn)ｕｓｂ２．０的高速傳輸。通常為了解決這一矛盾，可使ｃｙ７ｃ６８０１３的片上增強型８０５１單片機僅用于輔助處理ｕｓｂ設(shè)備請求和設(shè)備列舉以及協(xié)調(diào)內(nèi)部“大”端點和外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備（如 ｆｐｇａ，ａｓｉｃ ｄｓｐ，ｉｄｅ等）的工作，這樣ｕｓｂ數(shù)據(jù)流就可繞過慢速的８０５１單片機而直接從“大”端點ｆｉｆｏ進(jìn)入快速外部主設(shè)備或從外部主設(shè)備進(jìn)入“大”端點ｆｉｆｏ，以實現(xiàn)ｕｓｂ２．０高速傳輸。由于ｃｙ７ｃ６８０１３“大”端點ｆｉｆｏ的讀寫是受外部數(shù)據(jù)處理設(shè)備控制的，所以這些ｆｉｆｏ稱為 ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ，上述這種實現(xiàn)ｕｓｂ２．０高速傳輸?shù)哪Ｊ椒Q為 ｓｌａｖｅ ｆｉｆｏ模式。

    ４ ｃｙ７ｃ６８０１３固件程序設(shè)計

    為方便應(yīng)用開發(fā)，ｃｙｐｒｅｓｓ 公司為ｃｙ７ｃ６８０１３所屬的ｅｚ－ｕｓｂ ｆｘ２系列提供了免費下載的ｋｅｉｌ ｃ環(huán)境下的ｕｓｂ固件庫，以及ｃ５１編寫的固件構(gòu)架程序和一些典型應(yīng)用的范例程序，這使得開發(fā)者只需理解ｕｓｂ數(shù)據(jù)傳輸原理，而不用鉆入艱深的ｕｓｂ底層協(xié)議就可完成開發(fā)，從