基于usb接口的下載線的設計

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1、http://www.paper.edu.cn基于USB接口的下載線的設計12胡艷，劉恒輝1.通信指揮學院，湖北武漢（430010）2.武漢理工大學，湖北武漢（430070）E-mail：h_u_yan@163.com摘要：傳統(tǒng)的可編程邏輯器件的配置方案在成本、效率、靈活性等方面都存在著明顯的不足，本文介紹了一種基于FT245BM專用USB芯片和CPLD的新型下載電纜，并通過狀態(tài)機實現(xiàn)了USB接口的下載，可以實現(xiàn)對器件的高速、穩(wěn)定和靈活的配置。關鍵詞：USB接口；CPLD；下載線；狀態(tài)機1.引言可編程邏輯器件特別是FPGA/CPLD的出現(xiàn)，使得電子系統(tǒng)的設計發(fā)生了革命性的變化

2、，由于采用了并行處理數(shù)據(jù)方式大大加快了運行的速度，同時由于硬件設計的完全軟件化[1]使得系統(tǒng)設計流程更單一、更簡單。這些特點的實現(xiàn)都需要在開發(fā)工具和目標系統(tǒng)之間進行大量配置信息和測試信號信息的傳輸，所以，基于FPGA/CPLD的電子系統(tǒng)開發(fā)設計需要有一個能提供高速、穩(wěn)定、便捷的數(shù)據(jù)傳輸方案。傳統(tǒng)的FPGA配置方案在成本、效率、靈活性等方面都存在著明顯的不足。隨著FPGA器件的更新?lián)Q代和開發(fā)軟件的不斷升級，下載電纜不再局限于程序下載的應用，更多的轉向[2]了對器件的在線調(diào)試以及對內(nèi)部信號的實時采集，速度比較低的串口以及并口模式存在明顯的不足，因此，設計一種快速的、即插即用的下載

3、方式有很好的應用前景。2.系統(tǒng)的總體設計基于USB的FPGA下載電纜由于采用了USB接口技術，它真正實現(xiàn)了熱拔插，實現(xiàn)在開機狀態(tài)下的PnP（即插即用），由于USB接口的帶寬大、速度快（USB2.0協(xié)議可以提供速率為480Mbps的高速傳輸），并且協(xié)議中還有對數(shù)據(jù)的校驗功能，保證了數(shù)據(jù)傳輸過程中的準確性。作為一種新型的解決方案，能在系統(tǒng)的開發(fā)維護過程中提供優(yōu)質的數(shù)據(jù)傳輸服[3]務。該下載電纜的設計可以分為硬件電路的設計和軟件部分的設計，系統(tǒng)的整體設計框圖如圖1所示。圖1系統(tǒng)整體框圖3.系統(tǒng)硬件電路的設計系統(tǒng)的硬件部分主要由USB接口模塊、下載控制模塊和電平轉換模塊三個部分組成。

4、整個電路的電路圖如圖２所示。下面就對各個部分進行具體的介紹。-1-http://www.paper.edu.cnC333nFVCCU1FT245BMU3VCCVCC3.3316RD#24MHZ371CPLDTDI32VCCRD#GCLK1TDIINOUT1.5K63V3OUTWR15WR39GCLRnTDO32CPLDTDODPNR1514TXE#3826CPLDTCKU2GNDC7RSTOUT#TXE#OE1TCKXTIN2712RXF#407CPLDTMSAMS11170.1uFXTINRXF#OE2TMSVCC100kXTOUT28XTOUTRD#2IOIO18I/OV

5、L11R2/RESET425D0WR319I/OVL2RESET#D0IOIOD-824D1TXE#520VCC3.3VTargetR3USBDMD1IOIOD+DPN723D2RXF#621U4R4USBDPD2IOIO1022D3D0822219PWREN#D3IOIOVLVCCD11121D4D11023I/OVL3I/OVL1119DCLK/DCKVCC3.3SI/WUD4IOIOI/OVL1I/OVCC1D23120D5D21124I/OVL4I/OVL2318CONF_DONETESTD5IOIOI/OVL2I/OVCC21719D6D31225I/OVL5I/O

6、VL3417nCONFIGGNDD6IOIOI/OVL3I/OVCC3EESK118D7D41327I/OVL6I/OVL4516nCEEESKD7IOIOI/OVL4I/OVCC4TVS管EECS322EEDATAD51428I/OVL7I/OVL5615EECSEEDATAIOIOI/OVL5I/OVCC5USBPORTD61531I/OVL6714nCSIOIOI/OVL6I/OVCC61D74433ENI/OVL7813ASDI/DATA0VBUSVCCIOIOI/OVL7I/OVCC72D-10mHC24334LED912D-L1IOIOI/OVL8I/OVCC83

7、D++10pF4235EN1011D+IOIOENGND4C149GNDGNDVCCVCC3.30.1uMAX3002EPM7032AETC44-10圖2系統(tǒng)整體電路圖3.1USB接口模塊USB接口模塊是整個電路的關鍵部分，用來實現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)在USB串行數(shù)據(jù)格式和并行數(shù)據(jù)格式之間進行相互轉換。該模塊主要是由FTDI提供的FT245BM專用USB芯片組成，該芯片功能強大、體積小、傳輸速度快，能夠實現(xiàn)USB協(xié)議與并行I/O協(xié)議之間的轉換，集成了USB1.1及USB2.0通信協(xié)議，數(shù)據(jù)傳輸速率可達1MB/s。F