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FPGA实现对USB2.0的同步数据传输及USB2.0固件配置

时间:2019-08-26 20:51:33      阅读:158      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:oda   output   sla   手册   指针   mic   class   没有   测试   

      USB2.0的开发与设置主要包括三部分,第一:基于keil 的USB2.0的固件开发,这里主要是借用黑金开发板516上面自带的固件进行相关的设置预配置:第二:是基于C# 或者C++对于USB2.0的上位机的开发;第三:主要是基于FPGA的对于USB2.0的同步传输。

      首先,通过固件修改将USB2.0配置为同步传输模式,这里用到的是EZ-USB,板载芯片是Cypress68013A。黑金开发板默认的是异步传输。

      技术图片

  将固件中的IFCONFIG 寄存器配置成为0xE3,即配置成了同步模式,即图示位置

技术图片

将改好后的固件编译后,同过黑金提供的上位机,将生成的HEX文件或者IIC文件下载到USB2.0中,重新上电即可,如下图所示DONWLOAD是用来下载HEX文件,掉电丢失;LG EEPROM是用来下载IIC文件时机哦保存在RRPROm中的。

技术图片

固件配置好后就是 FPGA  Verilog 程序设计了;在本次测试中实现的是FPGA想USB中写数据,在PC端通过上位机显示出来。代码很少;

 1 module  top(
 2         // system signals
 3         input                   s_rst_n                 ,       
 4         // system signals
 5         input                   usb_ifclk               ,       
 6         input                   usb_full                ,       
 7         input                   usb_empty               ,       
 8         output  wire            usb_slcs                ,       
 9         output  wire            usb_slwr                ,       
10         output  wire            usb_slrd                ,       
11         output  wire            usb_sloe                ,       
12         output  wire    [ 1:0]  usb_fifoadr             ,
13         output  reg     [15:0]  usb_fdata
14 );
15 
16 //========================================================================17 // =========== Define Parameter and Internal signals =========== 
18 //========================================================================/
19 
20 reg                             usb_slwr_reg                    ;       
21 
22 //=============================================================================
23 //**************    Main Code   **************
24 //=============================================================================
25 assign  usb_slcs        =       1b0;
26 assign  usb_slwr        =       (usb_full == 1b1 && usb_slwr_reg == 1b0) ? 1b0 : 1b1;
27 assign  usb_slrd        =       1b1;
28 assign  usb_sloe        =       1b1;
29 assign  usb_fifoadr     =       2b10;  // 2,4,6,8
30 
31 
32 always  @(posedge usb_ifclk or negedge s_rst_n) begin
33         if(s_rst_n == 1b0)
34                 usb_slwr_reg    <=      1b1;
35         else if(usb_full == 1b1)
36                 usb_slwr_reg    <=      1b0;
37         else 
38                 usb_slwr_reg    <=      1b1;
39 end
40 
41 
42 always  @(posedge usb_ifclk or negedge s_rst_n) begin
43         if(s_rst_n == 1b0)
44                 usb_fdata       <=      d0;
45         else if(usb_slwr == 1b0)
46                 usb_fdata       <=      usb_fdata + 1b1;
47 end
48 
49 
50 endmodule

介绍一下端口的设计:usb_ifclk :是输入时钟这是针对于FPGA来说,数据的输出和时钟都是基于此时钟,同步写数据的时候。

                                     usb_full:写满标志,因为我们设置的是slave FIFO模式。高电平表示为写满,拉低的是后标志写满。

                                      usb_empty:读空标志,高电平表示没有读空,拉低表示读空。

                                     usb_scls:片选信号

                                      usb_sloe:输出使能信号,

                                      usb_slrd:;读触发信号

                                     usb_slwr:写出发信号

                                     usb_fifoadr[1:0]:表示你要操作那个FIFO

                                     usb_fifodata[15:0]:表示传输的数据位。

在数据手册中我们可以总结出的信号连接图在SlaveFIFO方式下,FPGA与FX2的连接信号图如图:

技术图片

在数据手册中各个管脚的作用:

下面是信号线的说明。

IFCLK:FX2输出的时钟,可作为通信的同步时钟。

FLAGA、FLAGB、FLAGC、FLAGD:FX2输出的FIFO状态信息,如满、空等。

SLCS:FIFO的片选信号,外部逻辑控制,当SLCS输出高时,不可进行数据传输。

SLOE:FIFO输出使能,外部逻辑控制,当SLOE无效时,数据线不输出有效数据。

SLRD:FIFO读信号,外部逻辑控制,同步读时,FIFO指针在SLRD有效时的每个IFCLK的上升沿递增,异步读时,FIFO读指针在SLRD的每个有效至无效的跳变沿时递增。

SLWR:FIFO写信号,外部逻辑控制,同步写时,在SLWR有效时的每个IFCLK的上升沿时数据被写入,FIFO指针递增,异步写时,在SLWR的每个有效至无效的跳变沿时数据被写入,FIFO写指针递增。

PKTEND:包结束信号,外部逻辑控制,在正常情况下,外部逻辑向FX2的FIFO中写数,当写入FIFO端点的字节数等于FX2固件设定的包大小时,数据将自动被打成一包进行传输,但有时外部逻辑可能需要传输一个字节数小于FX2固件设定的包大小的包,这时,它只需在写入一定数目的字节后,声明此信号,此时FX2硬件不管外部逻辑写入了多少字节,都自动将之打成一包进行传输。

FD[15:0]:数据线。

FIFOADR[1:0]:选择4个FIFO端点的地址线,外部逻辑控制。

逻辑思维梳理:

当按照以上所述的模式设置时。USB与PC端通信可以理解为以下模式:
技术图片

官方同步写数据的时序图:

技术图片

可以理解为以下时序图:

技术图片

 

后续》》》》》

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          

 

FPGA实现对USB2.0的同步数据传输及USB2.0固件配置

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原文地址:https://www.cnblogs.com/lgy-gdeu/p/11409981.html

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