USB读数装置及上位机的设计
1.3 FPGA模块
本设计的FPGA采用XILINX公司的Spartan-2系列的XC2S50,包括FPCA配置电路和FPGA时钟电路及接口配置。
FPGA的配置方式灵活多样,本设计根据芯片是否能够自己主动加载配置数据以及比特流的位宽,利用主串模式进行配置FPCA,如图2所示。在FPGA的输出端口上为每个端口连接了一个电阻,起到耦合限流的作用,使外部接口与FPGA进行匹配,防止电流过大等不良影响而烧坏芯片。
1.4 USB接口模块
一般USB的接口芯片种类大致可分为:主控制器、根集线器、接口芯片以及具有USB接口的微控制器。本设计利用的是EZ-USB FX2LP系列的CY7C68013A-128PIN芯片。
本设计采用0XC0的EEPROM启动方式。即在EEPROM中首字节写入0XC0,并将VID、PID、DID和配置字节写入EEPROM。芯片上电后,将这些数据复制到片内存储器,并将其发送给主机,由主机根据ID数据选择合适的固件程序下载到USB芯片内。本设计使用具有I2C总线接口的串行EEPROM芯片AT24C64。AT24C64具有8192 x 8位容量,可重复擦除100万次。
1.5 FLASH存储器模块
FLASH存储器存储着记录器的数据,本设计的目的就是从FLASH中读取数据并传入计算机进行保存。本设计采用SAMSUNG公司的K9F5608UO D NAND FLASH存储器。其特点如下:存储单元阵列为(32M+1024k)bit×8bit;总共64k的块,每块含32页,每页为512+16字节;以页为单位编程(200μs典型编程时间),以块为单位擦除(2ms典型擦除时间);命令、地址、数据复用端口;提供硬件数据保护功能。
本设计的硬件连接电路如图3所示。其中MAX1658为K9F5608UOD提供电源,排阻起到耦合限流作用。
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