计算机USB接口技术研究

通用串行总线USB是一种新型的计算机通信标准，本文利用USB2.0 总
线接口高速高带宽的优点，介绍了一种能够实现高速数据传输的USB2.0接口系统
的设计，为雷达信号从外部向主机的高速传输创造了条件。
[关键词] USB2.0 接口 Cy7c68013 FPGA SDRAM
USB的出现为不同的外设提供了一个统一的接口标准，并以其速度快、功耗
低、支持即插即用（Plug & Play）、使用安装方便等优点而得到了广泛的应用。
目前USB2.0标准的传输速度已达480Mb/s，足以满足目前众多大数据量高速设备
的传输要求。本文以Cypress的EZ-USB FX2控制芯片为基础，用FPGA和SDRAM组合
构成一个大容量的FIFO（先进先出）,从而实现数据流的高速传输，并且比较详
细的论述了接口开发的硬件电路设计和FPGA的VHDL程序编写。
1、USB2.0 接口控制芯片Cy7c68013：
高速的设备一定要有支持高速传输的控制芯片，以完成大部分高速传输的任
务。一般来讲，USB的控制芯片有两种，一种是MCU(微控制器)集成在芯片里面的
产品，另一种是由单独的一个芯片实现USB接口的功能。考虑到USB2.0的高速传
输，如果使用只实现USB接口功能的芯片，必须外加一个处理器，若用单片机，
可能达不到USB2.0的传输速率，若用高速微处理器DSP，虽然能够满足速度上的
要求，但又会加大成本。考虑各方因素，选择了内置增强型8051，并可动态加载
固件的EZ-USB FX2（Cy7c68013）。
Cypress Semiconductor 公司的EZ-USB FX2 是世界上的第一款集成USB2.0
的微处理器，它集成USB2.0 收发器，SIE(串行接口引擎)，增强型8051 微控制
器和可编程的外围接口。FX2 这种独创性结构可使数据传输率达到56Mbytes/s,
即USB2.0 允许的最大带宽。在FX2 中，智能SIE 可以硬件处理许多USB1.1 和
USB2.0 协议，从而减少了开发时间和确保了USB 的兼容性。
（1）CY7C68013 结构
CY7C68013结构图如图1 所示。它有三种封装形式：56SSOP、100TQFP 和
128TQFP。