适用于板卡型号:
PGL22G
1. 简介
本教程介绍如何使用FTDI公司的FT232H驱动芯片进行USB数据传输,文中从底层FPGA、驱动层固件(FT232H固件)及上位机测试软件设计方面阐述了USB开发的整个流程。
2. 实验原理
2.1 FT232H原理介绍
FT232H是由FTDI公司生产的单路USB2.0驱动芯片,USB速度高达480Mb/s,支持转UART或FIFO模式,并可配置成多种工业串行或并行接口:
(1)可配置成UART接口;
(2)FT245同步FIFO接口;
(3)FT245风格异步FIFO接口;
(4)同步或异步Bit-Bang接口;
(5)MPSSE接口;
(6)Fast串口;
(7)CPU风格FIFO接口;
(8)FT1248接口。
在本实验中配置成FT245同步FIFO接口。下面是FT232H的内部结构图。
2.2 硬件原理图
如下为AX7035/AX7050开发板的USB部分原理图,USB驱动芯片采用FT232HL,配置为FT245 FIFO模式,通过与93LC56存储芯片相连,将FT232HL配置为FT245 FIFO模式的信息存储于芯片中。
AX7050 USB部分原理图
AX7035 USB部分原理图
2.3 FT245 FIFO接口引脚
如下表所示为FT245 FIFO接口,ADBUS为并行接口,供FPGA使用,RXF#,TXE#为FT232H输出信号,用于通知FPGA是否可读可写,RD#,WR#为读写输入信号,由FPGA控制,CLKOUT为输出时钟60MHz,OE#为输出全能,需要在RD#有效之前至少提前一个时钟周期。
2.4 FT245 FIFO时序
下图为FT245 FIFO模式时序图,读时序中,首先FT232H将RXF#拉低,此时可以读取FIFO里的数据,FPGA可将OE#先拉低,过至少一个时钟周期,再将RD#拉低,在CLKOUT上升沿采集数据;写时序中,FT232H将TXE#拉低,表示现在可写,FPGA可将WR#拉低,在CLKOUT上升沿写入数据。
3. 程序设计
程序设计比较简单,功能实现为将从FT232H的读FIFO中读取的数据存储到双口RAM中,再将数据从RAM读取出来发送到FT232H的写FIFO中,实现数据的环通。代码实现根据前面所讲的时序图,实现其功能即可。
代码中采用了简单的状态机,首先在IDLE状态下判断ft_rxf_n信号是否是0,如果是0,进入READ状态,开始读取FT232H的数据,并存入RAM中,如果ft_rxf_n拉高,进入IDLE状态;否则判断ft_txe_n是否为0并且RAM空间不为空,进入WRITE状态,将RAM数据写入FT232H,如果ft_txe_n拉高或者RAM空了,进入IDLE状态。
引脚名称 |
功能描述 |
ft_clk |
FT232H时钟,CLKOUT频率60MHz |
rst |
复位信号,高电平有效 |
ft_rxf_n |
RXF# FT232H FIFO可以读,低电平有效 |
ft_txe_n |
TXE# FT232H FIFO可以写,低电平有效 |
ft_oe_n |
OE# 输出使能,低电平有效 |
ft_rd_n |
RD# 读信号,低电平有效 |
ft_wr_n |
WR#写信号,低电平有效 |
ft_data |
FT232H数据端口,8位位宽,双向IO |
4. 实验流程
4.1 安装FTDI D2xx driver
在05_芯片手册\ft232h文件夹中可以找到CDM v2.12.28 WHQL Certified_x64.zip,将其解压。
取出开发板,连接上开发板的USB接口,打开电源
打开设备管理器,出现新设备,右键点击更新驱动程序软件
点击浏览计算机以查找驱动程序软件
点击浏览找到解压的文件夹,点击确定,并点击下一步。
成功安装驱动后如下图:
可以看到出现 USB Serial Converter设备
4.2 实验现象
将程序下载到FPGA中,找到上位机测速软件,打开软件
选择USB设备,点击开始按钮
可以看到读写速度在40MB/s附近变动,点击暂停按钮可停止测速。
有些同学想要看看USB传输的数据,在这里我们提供 了“USB测试工具“,工具在下图中位置:
操作如下:
1)首先确保程序(与测速软件一致)已下载到FPGA中,连接好USB线,找到上位机测速软件并打开,在选择设备下拉框里找到USB 设备, 如果没有显示 USB 设备, 点击“刷新” 按钮 之后选择好设备, 点击“打开” 按钮。如下图:
2)在数据输入框输入十六进制数据, 再点击发送, 可以在显示窗口看到发送和接收的数据, 进行数据对比, 验证正确性。
在这里需要注意下:发送数据需要为偶数个,否则上位机会截取偶数个数据发送, 如下图, 最后一个数据 f 并没有发送出去。
3)“刷新” 按钮类似于关闭端口, 点击“刷新” 按钮后, 发送数据, 不会有反应, 需要点击
“打开” 按钮打开 USB 设备。
5. 总结
本实验介绍了FT232H芯片FT245 FIFO模式的读写测速,大家可以结合各自的应用编写上位机程序实现所需功能。
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简介 本实验将实现视频图像的以太网传输,也相当于用 FPGA 来实现网络摄像头的功能。这里采用黑金的 500 万摄像头 AN5642 模组,通过配置 OV5640 的寄存器实现 JPEG 视频压缩的图像
发表于 04-12 10:29
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由ALINX联合紫光同创共同推出的logos系列PGL12G开发板正式发布了,这款板卡充分利用了有效资源帮助工程师进行前期的芯片功能验证,也可以让学生群里进行入门级的学习,了解国产FPGA的芯片开发
发表于 04-09 10:50
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由ALINX联合紫光同创共同推出的logos系列PGL22G开发板正式发布了,这款板卡是利用核心板+扩展板的方式设计,充分利用了芯片有效资源帮助工程师进行前期的芯片功能验证,芯片支持DDR3,有用
发表于 04-08 10:53
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2022年8月3-6日,以“新时代、新担当”为主题的第二十七届广州国际照明展览会(简称“光亚展”)在广州中国进出口商品交易会展馆盛大启航。
发表于 08-05 15:12
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8月,紫光集团董事长、执行委员会主席李滨一行莅临紫光同创调研考察,在紫光同创董事长兼总裁祝昌华及管理层等干部的陪同下,参观了紫光同创公司展厅,并与紫光同创一级部门主管共同交流探讨企业未来发展方向。
发表于 09-01 09:52
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2022年第二十四届高交会绿色低碳路线 第二十四届中国国际高新技术成果交易会(简称:高交会)于2022年11月15-19日在深圳火热举办中! 本次展会以”科技改革驱动创新,科技创新驱动发展”为主
发表于 11-17 15:07
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第二十四届高交会闭幕,普渡科技机器人获评“最佳品牌奖” 备受瞩目的第二十四届中国国际高新技术成果交易会(以下简称高交会)在深圳顺利闭幕。展会期间,普渡科技的精彩亮相吸引了众多展商、观众、媒体记者等
发表于 12-13 11:06
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第二十届(华南)中国磁性元器件行业智能生产暨高性能材料应用技术峰会(又称“电感变压器产业链峰会”)将于5月19日子啊东莞嘉辉会酒店盛大开启!
发表于 04-10 15:05
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参展消息第二十四届中国国际高新技术成果交易会(CHTF2022)(简称:高交会)激发科技活力,展示科技成果来自格瑞普的邀请函2022年第二十四届中国国际高新技术成果交易会,将于本月11月15日-19
发表于 11-16 15:27
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