CYPRESS2131 USB控制器芯片特点及功能解析方案
详细介绍CYPRESS2131 USB控制器芯片的特点和功能,并对其在图像采集中应用进行详尽的分析。文中包括原理图及例程。
计算机外设的丰富及消费电子设备与计算机连接的实现,扩展了PC的应用空间,同时外设的日益丰富也给用户造成了连接上的困难。USB技术的提出是基于采用通用连接技术实现外设的简单连接,以达到方便用户、降低成本、扩展PC机外设的目的。USB外设需通过USB控制器芯片与PC接口,CYPRESS2131就是这样一种将PC和外设进行沟通的控制器芯片。CYPRESS2131是由CYPRESS公司开发的,既符合USB规范,又具有USB器件的某些结构特征。CYPRESS2131具有增强型8051微控制器内核,其高性能和低价格的组合使它成为PC图像外设、数字音频、PC电话机及存储设备的理想解决方案。
一、USB规范简介
USB是一种支持在USB主机和USB设备之间进行串行数据传输的通信协议。主机作为总线的主叫方,采用两种信令模式：全速模式12Mb/s和低速模式1.5Mb/s。USB使用四种数据传输方式：控制传输(control)、中断传输(interrupt)、批量传输(bulk)及等时传输(isochronous)。其中控制模式主要用于控制指令传输及USB规范的实现,等时传输主要用于音频及视频传输。USB通过两次总线列举(Enumeration and Renumertion)来实现设备识别以及驱动程序析加载。其具体过程为：USB设备连到主机后,主机依据USB规范在特定地址通过端口0(endpoint 0)与外设通信,并将外设视为默认设备。外设与主机通信将其6设备标识(DID、PID、VID)发给主机进行第二次总线列举。主机根据设备标识,加载相应设备驱动程序,重新分配地址,并将控制权转交给外设固件(firmware),通过固件与设备驱动程序及主机应用程序的交互通信,来实现外设的功能。
二、USB控制器芯片
1.CYPRESS2131简介
CYPRESS2131芯片是一种高度集成的USB芯片,具有3个显著特片：
(1)提供一种软件(SOFT,RAM BASED)解决方案,可实现外设固件的不断更新与升级;
(2)完全符合USB规范,提供足够的端点数目、缓冲区大小以及足够的速度;
(3)其内核可自动实现对et=_blank>USB规范的响应,最大限度地压缩了代码长度。
另外,CYPRESS2131还支持存储器扩展,具有低功耗、低噪声、有效的高级语言支持和增强的指令集等特性。CYPRESS2131芯片为80针PQFP封装,其引脚如图1所示。
2.CYPRESS2131的组成
CYPRESS2131功能框图如图2所示。
(1)收发器
USB电缆只包含4根电线：Vbus、D+、D-和GND。数据以12Mb/s的全速信号或1.5Mb/s的低速信号在D+和D-信号线上差分传输。收发器建在芯片上,不需要外部电路(在D+或D-上用来选择全速或低速的上拉电阻的情况除外)。
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