FPGA控制USB2.0接口芯片CY7C68013实现高速传输

本文主要探讨了基于Verilog的FPGA如何与USB 2.0高速接口控制器CY7C68013协同工作，以实现高效的数据传输。系统硬件设计中，USB 2.0控制器CY7C68013与FPGA构成了核心部分，其中CY7C68013是 Cypress 公司的EZ-USB FX 2，它是一个集成的USB 2.0微控制器，包含USB数据收发器、8位I/O口、增强型8051内核、RAM和FIFO等组件。该控制器的工作模式为Slave FIFO，适用于数据传输和控制。 在设计中，FPGA扮演了核心控制系统角色，用于扩展CY7C68013的功能，并对内部FIFO进行控制，以确保高速数据传输。系统由USB驱动程序和FPGA控制软件两部分组成，两者通过Verilog HDL硬件描述语言实现通信。具体实现上，将CY7C68013设置为Slave FIFO模式，FPGA使用Verilog HDL生成读写信号，经过仿真实现数据的快速读写。实验结果证明，这种FPGA驱动USB 2.0接口芯片的方法可行，系统数据通信具有高准确性和速度优势，适合应用于高速数据传输和采集的系统。 关键词：Slave FIFO模式；FPGA；USB 2.0接口 详细说明： 1. **USB 2.0接口**：USB 2.0是一种通用高速数据传输标准，因其传输速率快、易于使用而广泛应用于计算机与外部设备的数据接口。它能有效提高数据交换的效率和准确性。 2. **CY7C68013控制器**：Cypress公司的EZ-USB FX 2是一款集成了USB 2.0控制器的微控制器，其核心特性包括USB收发器、8位I/O口、增强型8051微处理器、8.5 KB RAM和4 KB FIFO。增强型8051与标准8051兼容，但性能更强。 3. **Slave FIFO模式**：在这种工作模式下，CY7C68013作为从设备，接收并响应主机（通常为FPGA）的读写请求，通过内部FIFO管理数据传输，提高了传输效率。 4. **FPGA设计**：FPGA作为系统的核心，使用Verilog HDL进行编程，以生成控制信号来与CY7C68013交互。FPGA的设计灵活性使其能够根据系统需求进行定制，优化数据处理和传输。 5. **Verilog HDL**：这是一种硬件描述语言，用于描述和实现数字系统的逻辑功能。在这里，Verilog用于实现FPGA与CY7C68013之间的通信协议，包括读写信号的生成。 6. **系统架构**：系统由两部分构成：USB驱动程序和FPGA控制软件。驱动程序处理USB通信协议，FPGA控制软件则负责生成和控制信号流。 7. **仿真验证**：通过计算机仿真，验证了FPGA驱动USB 2.0接口芯片的方案，确认了数据传输的准确性和高速性能，表明该设计在高速数据应用中的实用性。 这个系统利用FPGA的可编程性和CY7C68013的高速接口能力，实现了高效、准确的数据通信，对于需要高速数据交换的系统，如数据采集和存储，具有显著的应用价值。