环境
软件环境
KEIL:嵌入式软件的开发。
Vivado 或 quartus :FPGA(可编程门阵列)和SoC(系统片上集成电路)开发。
其它工具
CyConsole
Signaltap:抓取数据验证FPGA接受到数据的正确性。
USB基础
USB2.0设备组成
每一个USB设备由一个或多个配置来控制其行为(对操作系统的支持);一个配置是由**接口(Interface)组成;接口则是由管道(Pipe)组成;管道是和USB设备的端点(Endpoint)**对应,端点都是输入输出成对的。在固件编程中,USB设备、配置、接口和管道都来描述符来报告其属性。
管道的端点总是成对出现,即In Endpoint和Out Endpoint。
In Endpoint:由device向Host发送数据的端点。
Out Endpoint:由Host向device发送数据的端点。
端点0默认为控制管道,其它端点可以配置成数据管道。一个具体的端点,只能工作在一种传输模式下。
USB设备模型
- 主机(host)控制端作为主机端,驱动的设备是USB Host Controller。
- 外设端被称为设备端,驱动的设备是USB Device Controller。
由于USB协议的主从定位思想,从设备只需要响应主机控制器的请求,不能主动发起请求,通常所说的USB驱动都是指主机端的驱动程序。
但近年来随着嵌入式设备的广泛使用,运行Linux系统嵌入式设备也需要通过USB协议与主机端通信,因此从设备端的Linux也需要进行USB设备驱动程序开发,为了避免和主机端的USB设备驱动开发混淆,就将运行Linux的从设备驱动开发称为USB gadget driver。
USB设备分层
USB设备被分为三层:
usb host controller:最底层,也是总线接口层,负责传输和接收数据包;
usb core:USB核心层,Linux系统已经根据USB协议规范实现的通用接口。作为中间层,主要完成总线与设备上端点的通信,端点是数据最终的生产者和消费者,一个设备可以有多个端点。因此,这一层其实就是总线和端点的路由。
usb function:USB功能层,调用下层的接口实现不同的功能,如USB鼠标、USB键盘、USB话筒。通常的USB驱动开发指的都是这层的工作。
USB设备驱动开发-USB协议相关(一)
USB Host Controller 主机控制器
USB 设备和主机的接口,一个主机可以支持多个host controller。控制所有的USB设备的通信。
CPU把要做的事情分配给主机控制器,主机控制器替他去完成剩下的事情,事情办完了再通知CPU。绝对不应该偷偷加工数据。
主机控制器控制总线上包的传输, 使用1ms或125us的帧。包在帧中被传输,或由Host到Device(out事务),或由Device到Host(in事务)。传输总是由Host发起(轮询传输)。回此每条USB总线只能有一个Host。
分类
- UHCI: Universal Host Controller Interface (通用主机控制接口, USB1.0/1.1)。
- OHCI: Open Host Controller Interface (开放主机控制接口,USB1.0/1.1)。负责处理全速/低速设备。
- EHCI: Enhanced Host Controller Interface (用于USB2.0高速设备的“增强主机控制接口”)。主要针对高速的USB设备。
Warning:当端口被OHCI所拥有时,没办法插入个高速设备。只有EHCI控制器才能识别出设备是全速、高速还是低速。
USB主机控制器(Host Controller)–深入理解
USB Host
- USB Host:该设备可以作为USB主机连接USB外围设备,如连接U盘、键盘、鼠标等。一般的PC机的USB接口都是USB Host Only的模式。
- USB Device(target、Slave):该设备可以以U盘的身份连接USB主机。从设备,属于被控制设备,可输入输出数据。
- USB OTG全称是USBOn-The-Go,属于直接控制和传输设备,既可以做USB HOST也可以做USB Slave,通过ID信号来控制主、从切换。
什么是USBHOST、USB Slave和USB OTG?它们之间有什么区别?
USB2.0 数据帧
USB2.0和USB1.1规范的最大不同就是数据帧。在USB1.1规范中,USB数据采用每毫秒一个数据帧的方式进行数据传输,在毫秒数据帧的开始,USB主机首先产生帧开始(SOF)数据包,并传输当前数据帧号,后面是传输数据。
对于USB2.0规范,为了支持480Mbps高速传输速度,USB2.0提出了微帧的概念,每毫秒数据帧又包含8个微帧。
USB传输
虽然USB定义了数据在总线上传输的基本单位是包,但是我们还不能随意地使用包来传输数据,必须按照一定的关系把这些不同的包组织成事务才能传输数据。
事务
通常由两个或者三个包组成:令牌包,数据包和握手包。
- 令牌包用来启动一个事务,总是由主机发送。
- 数据包传送数据,可以从主机到设备,也可以从设备到主机,方向由令牌包来制定。
- 握手包的发送者通常为数据接收者,当数据接收正确后,发送握手包。设备也可以使用NAK握手包来表示数据还未准备好。
传输类型
- 批量传输。通常用于数据量大,对数据的实时性要求不高的场合。
- 等时传输(同步传输)
- 中断传输
- 控制传输
其中,批量传输、等时传输、中断传输每传输一次数据都是一个事务;控制传输包括三个过程,建立过程和状态过程分别是一个事务,数据过程则可能包含多个事务。
芯片 cypress CY7C68013
可以通过两个不同的模式将 FX2LP 连接至 FPGA。这两个模式分别为通用可编程接口( GPIF)模式和从设备 FIFO模式。
USB通讯基FPGA的CY7C68013A实现(2)
开发包安装
官方开发包地址:
CY3684工具包
05: CY3684 68013开发套件安装指南
FX3
EZ-USB™ FX3 Software Development Kit
固件程序设计
步骤
- 双击打开C:\Cypress\USB\CY3684_EZ-USB_FX2LP_DVK\1.1\Firmware\Bulkloop\bulkloop.Uv2,将用keil编译器打开。
- 打开Project->Components,Environmem,Bookx…,修改安装路径
- Keil编译成功后的是HEX格式的,又经过了Cypress的hex2bix程序转换成了iic文件。
EZ-USB FX2LP,CY7C68013A学习笔记[1]
CY7C68013A之keil编译代码
驱动程序设计
计算机上层应用软件
USB2.0 FPGA
USB基础
图解USB设备的枚举 过程
资料
一天一个设计实例-FPGA和USB(二)
CY7C68013A教程
CY68013 FPGA通信联调总结
基于CY7C68013A芯片的USB2.0设计
Cypress固件架构彻底解析及USB枚举
基于CY7C68013A的FPGA配置和通信接口设计
Window XP驱动开发(十三) 芯片功能驱动端 (代码实现,针对USB2.0 芯片CY7C68013A)
window xp 驱动(USB
FPGA USB FX2 图片发送试验 驱动CY7C68013A实现 提供2套工程源码和技术支持
CY7C68013A driver for MAC OS
官方文档
EZ-USB™ FX2LP FX2G2 USB 2.0 Peripheral Controller
其它工具
基于EZ-USB FX2 CY7C68013A模块的应用(一)——FX2 芯片片上回环测试文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-801795.html
电路设计
USB通讯基FPGA的CY7C68013A实现(2)
Cy7c68013A驱动电路设计注意事项文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-801795.html
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