USBEZ-USB.pdf
本文档AN84868主要讲解如何使用Cypress公司的EZ-USB FX3控制器通过USB接口来配置Xilinx FPGA,从而实现高效的FPGA设计更新和系统集成。EZ-USB FX3是一款USB 3.0外设控制器,拥有高度可配置的通用可编程接口(GPIF II),能够连接到多种外部设备,包括FPGA。 ### 1. Xilinx从设备串行配置接口 Xilinx FPGA通常使用并行配置或JTAG方式来加载配置数据。但本文档介绍的方法是通过一个从设备串行接口,利用USB 2.0或3.0的高速传输能力,将配置文件下载到FPGA内部。这种方式减少了对专用配置芯片或JTAG连接器的依赖,简化了硬件设计,降低成本并节省电路板空间。 ### 2. 实现 #### 2.1 硬件详细内容 硬件部分需要将FX3的GPIF II接口连接到Xilinx FPGA的配置引脚,确保信号的正确路由和同步。硬件设计应考虑到速度匹配、时序约束以及适当的信号完整性措施。 #### 2.2 FX3固件 固件是实现USB通信和FPGA配置的关键。它包含了USB协议栈、数据包处理以及通过GPIF II向FPGA发送配置数据的逻辑。固件可以使用Cypress提供的CyAPI编程库进行开发,该库提供了易于使用的API接口,方便开发者编写USB驱动和应用程序。 #### 2.3 I/O矩阵配置 为了适应不同的FPGA配置需求,可能需要调整FX3的I/O矩阵以匹配FPGA的配置接口。这涉及到对FX3内部引脚映射的设置,确保数据、时钟和其他控制信号的正确路由。 #### 2.4 从设备串行接口实现 从设备串行接口是FX3与FPGA之间的通信桥梁。固件需实现USB通信协议,并通过GPIF II接口将收到的数据流转换为FPGA理解的串行格式。 #### 2.5 重新配置I/O矩阵 在某些应用中,可能需要在配置过程中动态改变FX3的I/O配置,以适应不同阶段的需求。这可以通过固件中的命令来实现,确保配置过程的灵活性。 #### 2.6 将配置固件集成到设计内 配置固件必须与FPGA的设计流程相结合,确保在系统启动时能够正确加载。这可能涉及到BootROM或上电自举序列的修改。 #### 2.7 软件详细信息 除了固件,还需要开发相应的主机软件,用于上传配置文件到FX3,然后由FX3将数据传输到FPGA。这通常涉及USB驱动程序和用户界面的开发。 ### 3. 操作说明 文档详细阐述了操作步骤,包括如何连接硬件,编写和烧录固件,以及如何通过主机软件进行配置。 ### 4. 总结 通过EZ-USB FX3,开发者能够快速、高效地实现FPGA的USB配置,提高设计的可移植性和灵活性。这种方式简化了硬件设计,降低了系统成本,同时提供了高性能的USB接口。 ### 5. 相关项目文件 文档附带了相关的项目文件,包括固件源代码、硬件设计示例和软件接口说明,便于开发者进行实际的项目实施。 ### 6. 参考 文档提供了其他技术参考文献,如AN65974,以获取更深入的从设备FIFO接口设计信息。 ### 7. 文档修订记录 记录了文档的修订历史,以便追踪更新和改进。 ### 8. 全球销售和设计支持 Cypress公司提供全球范围内的销售和技术支持,帮助开发者解决实施过程中遇到的问题。 通过这一方法,用户可以利用EZ-USB FX3的强大功能,轻松实现对Xilinx FPGA的USB配置,适用于需要频繁更新或有特殊接口需求的USB 3.0应用。
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