V2-EVAL Vinculum II评估板：功能与使用全解析

在嵌入式开发领域，评估板是验证和开发新设备的重要工具。V2-EVAL Vinculum II评估板为开发者提供了一个便捷的平台，用于评估FTDI的Vinculum-II（VNC2）系列嵌入式USB主机控制器设备。下面我们就来详细了解一下这款评估板。

文件下载：V2-EVAL (US).pdf

1. 评估板概述

1.1 基本信息

V2-EVAL评估板是一个硬件平台，旨在支持对FTDI的Vinculum-II（VNC2）系列嵌入式USB主机/从机控制器的轻松评估。评估套件包含以下标准硬件：

• 1块V2-Eval基板
• 1个5V/1A电源适配器（有英国、美国、欧洲和日本版本）
• 1条USB A/B电缆，用于在编程、终端仿真或调试模式下连接到主机PC
• 1个USB性别转换器，用于USB从机模式应用

需要注意的是，V2-EVAL套件需要安装基于VNC2的子板模块才能进行开发，子板模块有32引脚、48引脚和64引脚QFN封装的三种版本，可从FTDI或其官网购买。

1.2 注意事项

在使用评估板前，要检查包装内物品是否有损坏，并确保电源供应版本适合所在地区。评估应用软件和项目示例可从官网下载。同时，由于静电放电可能损坏电路板，在处理电路板时要采取防静电措施。评估板的存储温度范围为 -40°C 至 80°C，推荐工作温度为 0°C 至 55°C。

1.3 部件编号

部件编号	描述
V2-EVAL	包含基板、电源和电缆的V2-EVAL套件
V2-EVAL-EXT32	带有32引脚QFN VNC2设备的VNC2子板模块，用于V2-EVAL
V2-EVAL-EXT48	带有48引脚QFN VNC2设备的VNC2子板模块，用于V2-EVAL
V2-EVAL-EXT64	带有64引脚QFN VNC2设备的VNC2子板模块，用于V2-EVAL

1.4 文档参考

文档中引用了多个网站和文档，大部分文档链接可从FTDI官网获取，具体如下：	文档名称	描述
1. FT_000138	Vinculum-II嵌入式双USB主机控制器IC数据手册
2. FT_000060	FT4232H数据手册
3. AN_137	Vinculum-II IO单元描述
4. AN_138	Vinculum-II调试接口描述
5. AN_139	Vinculum-II IO复用器解释
6. AN_140	Vinculum-II PWM示例
7. FT_000006	Vinculum固件用户手册
8. USB 2.0	通用串行总线规范修订版2.0，USB Implementers Forum 官网

1.5 缩写与简称

文档中使用了一些缩写和简称，为方便理解，这里列出其含义：	术语	描述
FIFO	先进先出
GPIO	通用输入输出
I/O	输入/输出
MISO	主机输入从机输出
MOSI	主机输出从机输入
SPI	串行外设接口
UART	通用异步接收器/发送器
USB	通用串行总线
VNC2	Vinculum-II

2. 评估板特性与规格

2.1 特性

• VNC2芯片：通过子板可访问嵌入式USB主机/从机芯片。
• 子板选择：提供32引脚、48引脚和64引脚QFN封装的VNC2子板。
• USB接口：两个USB A型连接器，用于连接USB从机外设。
• IO端口：VNC2 IO端口连接器按端口名称或功能分组。
• FT42232H芯片：用于VNC2编程和调试功能的USB到四通道UART设备。
• USB B型连接器：通过FT4232H连接到PC主机。
• 用户LED和按钮：4个用户可编程LED和4个用户可编程按钮。

2.2 规格

• 电源电压：4.75V至5.25V
• 电源电流：无USB设备连接时为60mA
• IO连接器电源输出：5V/150mA，3.3V/150mA
• 基板尺寸：167mm x 156mm x 1.5mm（长x宽x高）
• VNC2子板尺寸：37.9mm x 32.48mm x 10.0mm（长x宽x高）

3. 评估板组件与接口

3.1 组件

组件	电路板标识	描述
USB - UART桥	U2	FT4232H USB  四通道UART/FIFO设备
配置存储器	U3	9356串行SPI EEPROM，用于FT4232H配置数据
IO复用器	U4	74CBT3257 4位、1对2、FET复用器/解复用器
3.3V稳压器	U1	AIC1735 - 33超低压差3.3V电压稳压器
双端口缓冲器	U5	SN74LVC2G125双端口缓冲器，用于将双向调试信号转换为单独的TX和RX信号
反相器	U6	SN74LVC1G14反相器，用于反转FT4232H的TXDEN输出，以控制双端口缓冲器的输出使能信号
12MHz晶体	Y2	用于FT4232H的12MHz晶体
单5V直流电源	CN12	包含的5V直流电源的电路板适配器
电源开关	SW1	电源开/关开关
电源选择	JP6	电源选择跳线
复位按钮	SW2	用于手动复位VNC2设备的按钮开关
键盘	SW3 - SW6	四个用户按钮开关
用户LED	LED3 - LED6	四个绿色用户LED
PROG LED	LED1	红色LED
电源LED	LED2	绿色LED
UART RX LED	LED7	绿色LED
UART TX LED	LED8	红色LED
调试TX	LED9	红色LED
调试RX	LED10	绿色LED
SPI_RX	LED11	绿色LED
LED使能跳线	JP7 - JP10	启用/禁用用户定义的LED
GPIO I/O跳线	JP1, JP2	GPIO I/O跳线
远程唤醒	JP3	VNC2远程唤醒跳线
VBUS跳线	JP4, JP5	USB1、USB2电源总线启用跳线

3.2 接口

组件	电路板标识	描述
USB1, USB2	CN1, CN2	VNC2 USB主机端口1和2
USB B型	CN13	FT4232H USB从机连接
VNC2插座	J1 - J4	VNC2子板的子板连接器
SPI	CN9	VNC2 SPI接口引脚
UART	CN10	VNC2 UART接口引脚
FIFO	CN11	VNC2 FIFO接口引脚
IOBUS[7..0]	CN3	VNC2 IOBUS [7:0]端口引脚
IOBUS[8..15]	CN4	VNC2 IOBUS [8:15]端口引脚
IOBUS[16..23]	CN5	VNC2 IOBUS [16:23]端口引脚
IOBUS[24..31]	CN6	VNC2 IOBUS [24:31]端口引脚
IOBUS[32..39]	CN7	VNC2 IOBUS [32:39]端口引脚
IOBUS[40..43]	CN8	VNC2 IOBUS [40:43]端口引脚
原型区域	P1	VNC2的所有IO端口和PROG#、RESET#引脚都连接到该区域

需要注意的是，当端口被VNC2固件配置为从机端口时，需要使用性别转换器才能连接到USB主机端口；部分引脚在电路板的不同区域和连接器之间共享，同一时间只能连接一个设备到这些引脚。

4. 初始设置与测试

4.1 安装VNC2子板

在首次给电路板通电之前，必须确保装有VNC2芯片的子板模块正确安装到V2-Eval主板上。V2-Eval板有4个插座连接器J1 - J4，VNC2子板模块的JN1、JN2、JN3、JN4分别连接到对应的J1、J2、J3、J4插座。安装时要注意检查子板模块是否正确安装，否则可能导致VNC2无法正常工作。

4.2 测试电路板

将电源选择跳线JP6置于“P.S.”位置（引脚2和3短路），使电路板能够从外部电源适配器获取电源。将V2-Eval套件中包含的5V DC/1A电源连接到外部输入电源适配器连接器（CN12），将USB A/B电缆连接到V2-Eval板的USB B连接器（CN13）和主机PC的空闲USB端口。将开关SW1置于“ON”位置（朝向电路板边缘），此时电源LED（LED2）应亮起。

5. 电路板组件详细描述

5.1 电源选择跳线JP6

V2-Eval板可以从外部5V/1A直流电源或通过B型连接器（CN13）连接到USB主机时从USB接口获取电源。要启用USB电源功能，将跳线JP6切换到USB位置（引脚1和2短路，引脚1在电路板底部有一个矩形焊盘）。需要注意的是，通过USB端口连接到PC的每个设备从USB主机PC的5V电源总线汲取的电流不得超过500mA。

5.2 GPIO总线连接器

V2-EVAL板有6个连接器，可访问VNC2设备上的GPIO引脚，这些引脚分布在6个连接器上，每个连接器都有5V、3.3V电源和接地引脚。具体每个连接器的配置可参考文档中的表格。

5.3 SPI连接器C9

SPI连接器C9的引脚配置可参考文档中的表格，每个信号的详细描述可在VNC2数据手册中找到。

5.4 UART接口连接器C10

UART接口连接器C10的引脚配置也在文档表格中有详细说明，同样，每个信号的完整描述可在VNC2数据手册中查找。

5.5 FIFO接口连接器CN11

FIFO接口连接器CN11的引脚配置及信号描述可查阅文档表格，相关详细信息可参考VNC2数据手册。

5.6 原型区域

原型区域由1100个0.1英寸间距的孔阵列组成，可用于创建自定义电路并将组件连接到V2-EVAL板。该区域连接到5V、3.3V电源平面和接地平面，电路板上的丝印文字指示了哪些孔连接到哪些信号。只有第一列连接到VNC2 IO端口、电源和接地平面，其他孔未连接到电路板上的任何东西。信号引脚与电路板上的其他IO连接器共享，更多信息可参考V2Eval板原理图。

5.7 USB1接口CN1

VNC2 USB1收发器引脚连接到该连接器，根据固件版本，该端口可配置为主机或从机端口。

5.8 USB2接口CN2

VNC2 USB2收发器引脚连接到该连接器，同样，根据设备上运行的固件版本，该端口可配置为主机或从机端口。

5.9 VNC1L接口模式选择/GPIO跳线JP1, JP2

JP1和JP2跳线旨在为迁移到VNC2的VNC1L固件提供向后兼容性，用于选择UART、FIFO和SPI从机接口作为VNC1L上的监控端口。当不运行VNC1L固件时，跳线JP1和JP2可作为通用GPIO跳线选择输入到VNC2。

5.10 用户LED

板上有4个LED，可通过跳线JP7 - JP10启用或禁用，这些LED由VNC2上的IOBUS信号控制。需要注意的是，LED5也连接到电路板上的跳线JP1，在从VNC2控制LED时要确保LED不会被JP1驱动。

5.11 LED启用/禁用跳线JP10 - JP14

每个用户定义的LED都有一个启用/禁用跳线，当跳线闭合时，LED在被VNC2引脚驱动为低电平时会亮起；当跳线打开时，LED与VCN2引脚断开连接。

5.12 用户按钮开关

按钮开关直接连接到VNC2引脚，按下开关时，对应的VNC2引脚会出现逻辑低电平。

5.13 主机USB电源跳线JP4, JP5

当USB1和/或USB2端口用作主机端口时，应相应地闭合跳线JP4和/或JP5，以允许外围设备从电路板的+5V电源轨汲取电源。当将USB1和USB2端口用作USB从机端口时，要移除跳线JP4和JP5上的分流器，否则可能会损坏USB主机或V2-EVAL板。

5.14 远程唤醒跳线JP3

远程唤醒跳线使VNC2上运行的任何固件都能支持暂停监控（SUM）模式，允许设备在空闲时降低功耗。通过跳线JP3将RXD引脚连接到振铃指示（RI#）输入，VNC2设备可配置为在接收数据（RXD）引脚有数据到达时唤醒。当RI#引脚被驱动为低电平时，VNC2将立即从SUM模式恢复。该远程唤醒功能仅在使用VNC2上的UART接口时可用，当跳线JP3上有跳线时可启用该功能。

5.15 复位按钮开关

电路板上有一个“RESET”按钮开关SW2，用于手动复位VNC2设备。

5.16 ‘PROG’ LED

LED1（红色）用于指示VNC2设备何时处于闪存编程模式。

5.17 - 5.20 VNC2子板连接器J1 - J4

这些连接器用于连接VNC2子板，每个连接器的引脚配置和信号描述在文档表格中有详细说明，信号名称与V2-EVAL基板原理图第1页和第2页上使用的标签相关，除非另有说明，IO信号的功能由VNC2上运行的用户应用程序设置。

6. FT4232H配置

V2-EVAL板配备了FT4232H高速USB到四通道UART/串行转换器设备，主要用于通过板载USB B型连接器将电路板连接到PC主机。FT4232H的四个通道在V2-EVAL板上提供不同的功能：

• 通道A：UART接口，提供USB到UART转换，使PC/USB主机能够通过UART接口与VNC2通信。
• 通道B：调试接口控制，通过板上的USB B型连接器使软件工具链能够连接到VNC2调试接口。
• 通道C：提供UART数据“嗅探器”接口，允许将输入到VNC2 UART接口的数据显示在主机PC软件上。
• 通道D：设备控制，I/O引脚用于控制板载复用器，该复用器允许不同接口驱动VNC2 UART接口以及VNC2 PROG#和RESET#引脚。

7. 连接到PC主机

将USB A/B电缆连接到V2-EVAL板的USB从机连接器CN13，另一端连接到PC计算机并给电路板通电。PC应检测到新硬件插入并启动硬件向导以安装驱动程序。FTDI USB驱动程序是V2-EVAL板上FT4232H USB从机接口所必需的，最新驱动程序可从FTDI官网下载，不同操作系统的驱动安装说明可从官网获取。

8. V2-EVAL软件

8.1 安装V2-EVAL终端

为VNC2 V2-EVAL板设计了一个简单的终端应用程序，可作为Vinculum II实用程序的一部分从官网下载。该终端软件仅支持Windows XP、Vista和Windows 7操作系统