CY7C68013A芯片与FPGA

文章目录

环境
- 软件环境
- 其它工具
USB基础
- USB2.0设备组成
- USB设备模型
- USB设备分层
- - USB Host Controller 主机控制器
  - - 分类
- USB Host
- USB2.0 数据帧
- USB传输
- - 事务
  - 传输类型
芯片 cypress CY7C68013
- 开发包安装
- - FX3
固件程序设计
- 步骤
驱动程序设计
计算机上层应用软件
USB2.0 FPGA
USB基础
资料
- 官方文档
- 其它工具
- 电路设计

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。

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

在这里插入图片描述
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