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001-88777_AN75705_-_Getting_Started_With_EZ-USB_R_FX3_TM_Chinese...
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AN75705 文档介绍的是 EZ-USB FX3™ USB 3.0 器件控制器的入门信息。本文档重点介绍了 FX3 的技术参数和应用程序,并且提供了有关各种设计资源的指引,以帮助 FX3 的开发。本文档还引导您使用具有 Eclipse 集成开发环境(IDE)特性的赛普拉斯免费工具,开始开发 FX3 固件。最后,它还对 FX3 软件以及硬件开发套件进行了概述
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www.cypress.com 文档编号:001-88777 版本*D 1
AN75705
EZ-USB
®
FX3™入门
相关器件系列:EZ-USB
®
FX3™
软件版本:SDK 1.3.4
相关应用笔记:AN70707
要想获取 FX3 设计资源的完整列表,请点击此处。
要想获得本应用笔记的最新版本或相关项目文件,请访问 http://www.cypress.com/go/AN75705。
更多代码示例?我们明白。
要想获取 USB 超高速代码示例的完整列表,请参考 http://www.cypress.com/101781。
AN75705 文档介绍的是 EZ-USB FX3™ USB 3.0 器件控制器的入门信息。本文档重点介绍了 FX3 的技术参数和应用程
序,并且提供了有关各种设计资源的指引,以帮助 FX3 的开发。本文档还引导您使用具有 Eclipse 集成开发环境(IDE)
特性的赛普拉斯免费工具,开始开发 FX3 固件。最后,它还对 FX3 软件以及硬件开发套件进行了概述。
目录
1 简介 ……………………………………………………….2
2 相关资源 ...................................................................... 2
2.1 EZ-USB FX3 软件开发套件 ................................. 3
2.2 GPIF™ II Designer .............................................. 3
3 FX3 是什么? ............................................................... 3
4 FX3 特性 ...................................................................... 4
4.1 USB 接口............................................................. 4
4.2 GPIF II ................................................................ 4
4.3 CPU .................................................................... 5
4.4 JTAG 接口 ........................................................... 5
4.5 UART 接口 .......................................................... 5
4.6 I
2
C 接口 ............................................................... 5
4.7 I
2
S 接口 ............................................................... 5
4.8 SPI 接口 .............................................................. 5
4.9 启动选项.............................................................. 5
4.10 时钟 ..................................................................... 5
4.11 电压域 ................................................................. 6
5 FX3 的应用开发 ........................................................... 6
5.1 FPGA/ASIC 连接到 FX3 ...................................... 6
5.2 通过 FX3 配置 FPGA ........................................... 6
5.3 FX3 的图像传感器接口 ........................................ 7
5.4 设计 FX3 硬件 ..................................................... 7
5.5 将 FX2LP 设计升级为 FX3 .................................. 7
6 设计资源 ...................................................................... 7
7 FX3 术语 ...................................................................... 7
8 使用 FX3 进行初次 USB 3.0 传输 ............................... 13
9 开发工具 .................................................................... 22
9.1 SuperSpeed Explorer 套件简介 ........................ 22
9.2 FX3 SDK 简介 ................................................... 24
9.3 FX3 固件示例 .................................................... 25
9.4 FX3 固件开发工具 ............................................. 26
9.5 Windows 软件概述 ............................................ 26
9.6 应用接口 ........................................................... 27
9.7 Windows 软件示例 ............................................ 27
9.8 Streamer 示例 ................................................... 28
9.9 适用于 Linux 的 FX3 SDK 和软件 ...................... 29
9.10 有用的调试工具 ................................................. 30
附录 A. USB 3.0 概述 .................................................... 31
A.1 电气接口 ........................................................... 31
A.2 线缆与连接 ........................................................ 32
A.3 USB 3.0 与 2.0 .................................................. 33
附录 B. 在 Windows 上安装 FX3 DVK 驱动程序 ............ 34
附录 C. FX3 DVK 简介 ................................................... 36
C.1 FX3 DVK 的 JTAG 调试器 ................................. 37
文档修订记录................................................................... 38
全球销售和设计支持 ........................................................ 39
产品 ……………………………………………………...39
PSoC
®
解决方案 ............................................................... 39
赛普拉斯开发者社区 ........................................................ 39
技术支持 .......................................................................... 39
EZ-USB
®
FX3™入门
www.cypress.com 文档编号:001-88777 版本*D 2
1 简介
赛普拉斯 EZ-USB FX3(后面缩写为 FX3)是一个功能强大的 USB 3.0 外设控制器,可提供集成和灵活的功能。通过
FX3,开发者能够将 USB 3.0 功能集成到他们的系统中。
AN75705 文档有助于您了解 FX3。它重点介绍了 FX3 的关键用途、应用及功能。同时提供了可从赛普拉斯获取的设计
资源的完整列表。本应用笔记介绍了使用 SuperSpeed Explorer 套件(CYUSB3KIT-003)进行 USB 传输的流程。
附录 A 提供了有关 USB 3.0 的概述。附录 B 介绍了如何安装 FX3 Windows 驱动程序(如果尚未安装)。有关 FX3
DVK(CYUSB3KIT-001)的相关信息,请参考附录 C。
2 相关资源
赛普拉斯网站(www.cypress.com)上提供了大量资料,有助于为您的设计正确选择所需的 FX3 器件,并能够快速有
效地将器件集成到设计中。培训视频:EZ-USB FX3 架构概述(可在本应用笔记的同一个网页上找到)
知识库文章:EZ-USB FX3 知识库文章
要了解 EZ-USB FX3 的基础知识并加快您的设计,请参阅 John Hyde 撰写的
超高速设备设计示例
文档。
概况:USB 产品系列、USB 路线图
USB 3.0 产品选择器:FX3、FX3S、CX3、HX3
应用笔记:赛普拉斯提供了大量的 USB 应用笔记,包括了从基本到高级的广泛主题。下面列出的是 FX3 入门的应
用笔记:
AN75705 — EZ-USB FX3 入门
AN76405 — EZ-USB FX3 启动选项
AN70707 — EZ-USB FX3/FX3S 硬件设计指南和原理图检查表
AN65974 — 使用 EZ-USB FX3 从设备 FIFO 接口进行设计
AN75779 — 如何使用 EZ-USB FX3 在 USB 视频类别(UVC)框架内实现图像传感器连接
AN86947 — 使用 EZ-USB FX3 优化 USB 3.0 的吞吐量
AN84868 — 使用赛普拉斯 EZ-USB FX3 通过 USB 配置 FPGA
AN68829 — 用于 EZ-USB FX3 的从设备 FIFO 接口:5 位地址模式
AN73609 — 在 Linux 上的 EZ-USB FX2LP/ FX3 开发 Bulk-Loop 示例
AN77960 — EZ-USB FX3 高速 USB 主机控制器简介
AN76348 — EZ-USB FX2LP 和 EZ-USB FX3 应用的区别
AN89661 — 使用 EZ-USB FX3S 设计 USB RAID 1 磁盘
AN90369 — 如何将 MIPI CSI-2 图像传感器连接至 EZ-USB
®
CX3
代码示例:
USB 高速
USB 全速
USB 超速
技术参考手册(TRM):
EZ-USB FX3 技术参考手册
开发套件:
CYUSB3KIT-003 EZ-USB FX3 超高速浏览器套件
模型:IBIS
EZ-USB
®
FX3™入门
www.cypress.com 文档编号:001-88777 版本*D 3
2.1 EZ-USB FX3 软件开发套件
赛普拉斯为 FX3 提供了完整的软件和固件堆栈,这样很容易便能够将超高速 USB 集成到嵌入式应用内。软件开发套件
(SDK)中带有各种工具、驱动程序和应用示例,有助于加快应用开发程序。
表 1. FX3 设计资源
设计
资源
资源所在位置
FX3 固件
带有 GCC 编译器的 Eclipse IDE 安装包
可从 EZ-USB FX3 SDK 的安装包中获取
API 用于执行多种函数
固件示例
有关使用 SDK 的文档
FX3 编程员手册
SDK 提供的所有 API 文档
FX3 SDK API 指南
主机软件
USB 3.0 驱动程序 — cyusb3.sys
可从 EZ-USB FX3 SDK 安装包获取
主机应用示例 — Control Center 和 Streamer 的应用
赛普拉斯 USBSuite 应用开发 — 快速入门指南
赛普拉斯 USBSuite 应用开发 — 快速入门指南
GPIF II 接口设
计
通过 GPIF II Designer 工具,您可以使用状态机来设
计一个自定义的 GPIF II 接口。该工具会生成集成到
FX3 固件内的所需代码。
可从 EZ-USB FX3 SDK 的安装包中获取
GPIF II 通常用于实现从设备 FIFO、SRAM 从设备以
及 ADMux 从设备接口
GPIF II Designer 工具 — 可从 EZ-USB FX3 SDK 的安
装包中获取
GPIF II 文档包含了工具的使用说明
GPIFII 设计指南 — GPIF II Designer 工具附带(可从
EZ-USB FX3 SDK 的安装包中获取)
固件调试
设置并使用 JTAG 调试器
FX3 编程者手册中的第 12 章
2.2 GPIF™ II Designer
GPIF II Designer 是一个图形软件,设计师可以通过它来配置 EZ-USB FX3 USB 3.0 器件控制器的 GPIF II 接口。
用户使用该工具可以从赛普拉斯所提供的五个接口选择一个,或从头创建专有的 GPIF II 接口。赛普拉斯提供了符合工
业标准的接口,如异步和同步从设备 FIFO、异步和同步 SRAM 以及异步 SRAM。在具有上面所述接口的系统中,开发
者可从一组标准参数(如总线宽度(x8、16、x32)、字节顺序、时钟设置)选择所需要的接口。然后,编译已选的接
口。该工具为需要自定义接口的用户提供了一个简洁的三步骤 GPIF 接口开发程序。用户先选择引脚配置和标准参数。
然后,他们可以使用可配置操作设计一个虚拟的状态机。最后,用户通过查看输出时序验证是否与所需时序相匹配。一
旦完成这三个步骤,便可以使用 FX3 对该接口进行编译和集成操作。
3 FX3 是什么?
FX3 是一个集成了 Arm
®
Arm9 处理器的 USB 3.0 外设控制器。并行和串行接口提供了与系统中其他设备的高速连接。
系统中 FX3 器件的主要功能是传输 USB 主机与外设(比如摄像头或扫描仪)之间的高带宽数据。强大的片上 ARM9 处
理器使 FX3 能够访问数据流,并能高效地处理数据。在不要求 FX3 执行数据处理的系统中,ARM9 固件仅初始化和管
理 USB 和数据接收/发送设备两个接口间的数据传输。
除了 I2C、SPI、UART 和 I2S 串行接口之外,FX3 还有一个高度灵活的可编程接口,即第二代通用可编程接口(GPIF
II)。通过可编程的 GPIF II,FX3可以同各种设备(包括 FPGA、图像传感器、ADC以及应用处理器)相连接。因此,
在多种高性能 USB 3.0 应用中,FX3 是一个优秀的控制器选择。
EZ-USB
®
FX3™入门
www.cypress.com 文档编号:001-88777 版本*D 4
图 1. FX3 框图
32
EPs
GPIF™ II
SS
Peripheral
HS/FS/LS
OTGHost
JTAG
UART SPI
CTL[15:0]
INT#
RESET#
TDI
TDO
TRST#
TMS
TCK
DQ[31:0]/[15:0]
PMODE[2:0]
SSRX +
SSRX -
SSTX +
SSTX -
D +
D -
FSLC[0]
FSLC[1]
FSLC[2]
CLKIN
CLKIN_32
XTALIN
XTALOUT
OTG_ID
I2SI2C
SRAM
(512kB/256kB)
ARM9
USB
HS/FS
Peripheral
Charger
Detect
DMA
Interconnect
I2C_SCL
I2C_SDA
TX
RX
CTS
RTS
SSN
SCLK
MISO
MOSI
I2S_CLK
I2S_SD
I2S_WS
I2S_MCLK
4 FX3 特性
该部分对 FX3 的主要特性进行简要的介绍。
4.1 USB 接口
FX3 的 USB 接口支持下面各特性:
USB SuperSpeed(超高速)和 Hi-Speed(高速)外设功能,符合 USB 3.0 规范(版本 1.0)。符合本规范的设备
(如 FX3)都与 USB 2.0 规范向后兼容。
符合 OTG 补充标准,版本 2.0。FX3 支持高速、全速和低速 OTG 双角色设备功能。作为一个外设,FX3 能够实现
超高速、高速以及全速的传输功能。作为主机,它能够实现高速、全速以及低速传输功能。
按照 CEA-936A 规范,在 USB D+/D–线上支持 Carkit Pass-through UART 功能。
支持多达 16 个输入端点和 16 个输出端点。
4.2 GPIF II
高性能的 GPIF II 接口(作为处理器接口模块(PIB)的一部分)与 FX2LP 的 GPIF 和从设备 FIFO 接口的功能相似,
但其功能更为先进。GPIF II 是一种可编程的状态机,它所启用的灵活接口使用自己的高速时钟,完全独立于 ARM9。
在工业标准或专用接口中,GPIF II 能够作为一个主设备或从设备运行。GPIF II 可支持并行和串行接口。
GPIF II 的主要特性包括:
可作为主器件或从器件使用。
提供 256 种可编程状态。
支持 8 位、16 位、24 位和 32 位的并行数据总线。
EZ-USB
®
FX3™入门
www.cypress.com 文档编号:001-88777 版本*D 5
支持频率高达 100 MHz 的接口。
使用 32 位数据总线时,支持 14 个可配置的 I/O 引脚(作为控制信号使用)。控制引脚可作为输入、输出或双向引
脚使用。
使用 16/8 位数据总线时,支持 16 个控制 I/O 引脚。控制引脚可作为输入、输出或双向引脚使用。
赛普拉斯的 GPIF II Designer 工具有助于快速开发 GPIF II 状态机,并且包含了常用接口的示例。安装 EZ-USB FX3
SDK 时,可以使用 GPIF II Designer 工具。
GPIF II 一个常见的应用是作为同步从设备 FIFO 接口,用于很多和 FPGA 的连接中。有关同步从设备 FIFO 接口的详细
信息,请参考 AN65974 — 设计 EZ-USB FX3 从设备 FIFO 接口中的内容。
4.3 CPU
FX3 拥有一个片上 32 位 200 MHz ARM926EJ-S 内核 CPU。该内核能直接访问 16 KB 的指令紧耦合存储器(TCM)和
8 KB 的数据紧耦合存储器。ARM926EJ-S 内核还提供了用于固件调试的 JTAG 接口。
FX3 集成了 512 KB 或 256 KB 的嵌入式 SRAM(取决于所选择的设备型号),并支持四种启动代码的方法(USB、
GPIF II、I2C 或者 SPI)。
FX3 能在多种外设(如 USB、GPIF II、I2S、SPI 以及 UART)间实现高效灵活的 DMA 连接。FX3 固件配置外设间的
数据访问后,DMA 结构将管理传输,而不需要 ARM9 内核参与。安装 EZ-USB FX3 SDK 后可以使用 FX3 示例固件。
4.4 JTAG 接口
FX3 的 JTAG 接口包含一个标准的 5 引脚接口,用于连接 JTAG 调试器,以便通过 CPU 内核的片上调试电路来调试固
件。ARM926EJ-S 内核的业界标准调试工具可用于 FX3 应用开发。
4.5 UART 接口
FX3 的 UART 接口支持全双工通信,包括 TX、RX、CTS 以及 RTS 信号。UART 支持各种波特率,从 300 bps 到 4608
Kbps,可通过 FX3 固件进行选择。
4.6 I
2
C 接口
FX3 的 I2C 接口作为 I2C 主设备使用,同 I2C 从设备进行通信。例如,FX3 可从连接至 I2C 接口的 EEPROM 引导。
FX3 的 I2C 主控制器支持多主控制功能和 I2C 时钟延展。I2C 控制器所支持的总线频率有 100 KHz、 400 KHz 和 1 MHz。
4.7 I
2
S 接口
FX3 拥有一个 I2S 发送器,用于支持外部音频编解码器和其它 I2S 接收器。I2S 接口支持的采样频率有 32kHz、44.1
kHz 和 48 kHz。
4.8 SPI 接口
FX3 支持作为 SPI 主设备接口,其最大工作频率为 33 MHz。SPI 控制器支持四种 SPI 通信模式,传输数据大小为 4 位
到 32 位。
4.9 启动选项
FX3 能够从下面各源中加载启动程序:
USB、I2C、SPI、GPIF II(Booloader 所支持的同步 ADMux、异步 ADMux 或异步 SRAM 接口)。
AN76405 — EZ-USB FX3 引导选项包含决定相应引导方法(用于您的设计)的详细信息。
4.10 时钟
FX3 支持晶振或外部时钟连接。支持的晶振频率为 19.2 MHz,支持的外部时钟频率为 19.2、26、38.4 和 52 MHz。
FX3 的时钟输入必须符合 EZ-USB FX3 数据手册中具体规定的相位噪声和时序抖动要求。
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