傻瓜式教程--基于FPGA的CYUSB3014双向通信 _接口

一、概述
是赛普拉斯在近几年推出的新一代USB3.0的外设控制器，可以解决USB2.0带宽限制，或者单独开发USB协议和驱动的难题。赛普拉斯将简称为EZ-USB FX3，具有高度的灵活特性，开发人员只需要下载FX3的固件库，就能使用USB3.0的功能。
目前在一些电子产品中，使用主控器加PHY芯片最流行的方式是用FPGA+FX3这种搭配来实现USB3.0接口的。
赛普拉斯官方数据手册中对FX3的描述如下：EZ-USB FX3 具有一个可进行完全配置的并行通用可编程接口GPIF II，它可与任何处理器、ASIC 或 FPGA 连接。这个通用可编程接口 GPIF II 是赛普拉斯旗舰 USB 2.0 产品 FX2LP 中的GPIF的增强版本。它可轻松无缝地连接至多种常用接口，比如异步 SRAM、异步和同步地址数据复用式接口、并行 ATA 等等。
EZ-USB FX3 集成了 USB 3.0 和 USB 2.0 物理层 (PHY) 以及 32位-S 微处理器，具有强大的数据处理能力，并可用于构建定制应用。采用了一种巧妙的架构，使从 GPIF II 到USB 接口的数据传输速度可达 320 MBps[1] 。通过集成的 USB 2.0 OTG 控制器，可以实现需要双角色使用场合的应用。例如EZ-USB FX3 可以作为 MSC 和 HID 级设备的 OTG主机使用。
二、内部逻辑框图
FX3的功能是在FPGA/MCU/CPU这些控制器和USB接口之间作为一个桥梁。CPU将需要发送的并行数据，通过GPIF II接口传给FX3，FX3内部将数据打包成带有USB3.0协议的数据包，通过USB标准接口对外传输。这样开发人员即不用掌握USB3.0协议的底层架构，还能使用UVC的协议将数据传输到带有USB3.0接口的主机（电脑）上。
在FX3的内部，具有一个ARM9的核，内部集成了存储代码和数据的512KB片上SRAM，通过JTAG口烧写程序，FX3就能作为ARM使用。常见的应用场景如下所示.
三、硬件配置电源
FX3电源有3个部分：内核电源；数字I/O口电源；I/0模拟电源
内核电源数字I/O口电源I/0模拟电源
VBATT/VBUS ：用于 USB I/O 和模拟电路的 3.2V 至 6V 电池供电。通过 EZ-USB FX3 的内部电压调节器向 USB 收发器供电。VBATT 将内部调节为 3.3V 。
3.2启动配置
的启动配置，主要是通过PMODE三个管脚实现的，将PMODE管脚上拉，悬空，接地就可以实现不同的启动配置。具体方法见下表。
时钟配置
FX3支持两种时钟配置，一种是使用无源的外部晶振，另外一种是在CLKIN专用时钟引进上连接外部的时钟。
常见的使用方式是配置为000，使用一颗19.2MHz的晶振就可以。

文章插图
四、接口
接口手册中描述如下：
EZ-USB FX3 具有高性能通用可编程接口 GPIF II 。此接口能实现类似于 FX2LP 的 GPIF 和从器件 FIFO 接口的功能，但更为高级。
GPIF II 是一种可编程状态机，其所启用的灵活接口可用作工业标准或专用接口中的主控或从器件。并行和串行接口均可通过GPIF II 实现。
GPIF II 的特性总结如下：
使用方式如下：
上面这幅框图的意思是，GPIF II口用作32位并行数据总线，其中A[1:0]的功能是指内部在使用4个缓冲器区的哪一个。FLAG信号是FX3内部SLAVE FIFO状态的标志信息。其他几根信号属于控制信号。
五、开发环境六、准备工作
缓冲区可以通过固件来配置，上图是2缓存，每个缓冲区是1kB,为了提高性能，我在固件中设置的是4缓存，每个缓冲区16KB.数据总线32位宽，时钟，实测上下行通信都能达到338MB/s 。
打开GPIF II软件
2. 点击红色圈的地方
3. 想要编辑更多的信息，点击 File->Saveas …
4. 编辑区按上图设置，右边的框图主要是设置标志信号FLAGA/FLAGB/FLAGC/FLAGD.双击右边的标志，各标志设置如下所示：