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適用于板卡型號：

PGL22G

1. 簡介

本教程介紹如何使用FTDI公司的FT232H驅(qū)動芯片進行USB數(shù)據(jù)傳輸，文中從底層FPGA、驅(qū)動層固件（FT232H固件）及上位機測試軟件設(shè)計方面闡述了USB開發(fā)的整個流程。

2. 實驗原理

2.1 FT232H原理介紹

FT232H是由FTDI公司生產(chǎn)的單路USB2.0驅(qū)動芯片，USB速度高達480Mb/s，支持轉(zhuǎn)UART或FIFO模式，并可配置成多種工業(yè)串行或并行接口：

（1）可配置成UART接口；

（2）FT245同步FIFO接口；

（3）FT245風(fēng)格異步FIFO接口；

（4）同步或異步Bit-Bang接口；

（5）MPSSE接口；

（6）Fast串口；

（7）CPU風(fēng)格FIFO接口；

（8）FT1248接口。

在本實驗中配置成FT245同步FIFO接口。下面是FT232H的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

2.2 硬件原理圖

如下為AX7035/AX7050開發(fā)板的USB部分原理圖，USB驅(qū)動芯片采用FT232HL，配置為FT245 FIFO模式，通過與93LC56存儲芯片相連，將FT232HL配置為FT245 FIFO模式的信息存儲于芯片中。

2.3 FT245 FIFO接口引腳

如下表所示為FT245 FIFO接口，ADBUS為并行接口，供FPGA使用，RXF#，TXE#為FT232H輸出信號，用于通知FPGA是否可讀可寫，RD#，WR#為讀寫輸入信號，由FPGA控制，CLKOUT為輸出時鐘60MHz，OE#為輸出全能，需要在RD#有效之前至少提前一個時鐘周期。

2.4 FT245 FIFO時序

下圖為FT245 FIFO模式時序圖，讀時序中，首先FT232H將RXF#拉低，此時可以讀取FIFO里的數(shù)據(jù)，F(xiàn)PGA可將OE#先拉低，過至少一個時鐘周期，再將RD#拉低，在CLKOUT上升沿采集數(shù)據(jù)；寫時序中，F(xiàn)T232H將TXE#拉低，表示現(xiàn)在可寫，F(xiàn)PGA可將WR#拉低，在CLKOUT上升沿寫入數(shù)據(jù)。

3. 程序設(shè)計

程序設(shè)計比較簡單，功能實現(xiàn)為將從FT232H的讀FIFO中讀取的數(shù)據(jù)存儲到雙口RAM中，再將數(shù)據(jù)從RAM讀取出來發(fā)送到FT232H的寫FIFO中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的環(huán)通。代碼實現(xiàn)根據(jù)前面所講的時序圖，實現(xiàn)其功能即可。

代碼中采用了簡單的狀態(tài)機，首先在IDLE狀態(tài)下判斷ft_rxf_n信號是否是0，如果是0，進入READ狀態(tài)，開始讀取FT232H的數(shù)據(jù)，并存入RAM中，如果ft_rxf_n拉高，進入IDLE狀態(tài)；否則判斷ft_txe_n是否為0并且RAM空間不為空，進入WRITE狀態(tài)，將RAM數(shù)據(jù)寫入FT232H，如果ft_txe_n拉高或者RAM空了，進入IDLE狀態(tài)。

4. 實驗流程

4.1 安裝FTDI D2xx driver

在05_芯片手冊\ft232h文件夾中可以找到CDM v2.12.28 WHQL Certified_x64.zip，將其解壓。

取出開發(fā)板，連接上開發(fā)板的USB接口，打開電源

打開設(shè)備管理器，出現(xiàn)新設(shè)備，右鍵點擊更新驅(qū)動程序軟件

點擊瀏覽計算機以查找驅(qū)動程序軟件

點擊瀏覽找到解壓的文件夾，點擊確定，并點擊下一步。

成功安裝驅(qū)動后如下圖：

可以看到出現(xiàn) USB Serial Converter設(shè)備

4.2 實驗現(xiàn)象

將程序下載到FPGA中，找到上位機測速軟件，打開軟件

選擇USB設(shè)備，點擊開始按鈕

可以看到讀寫速度在40MB/s附近變動，點擊暫停按鈕可停止測速。

有些同學(xué)想要看看USB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，在這里我們提供 了“USB測試工具“，工具在下圖中位置：

操作如下：

1）首先確保程序（與測速軟件一致）已下載到FPGA中，連接好USB線，找到上位機測速軟件并打開，在選擇設(shè)備下拉框里找到USB 設(shè)備， 如果沒有顯示 USB 設(shè)備， 點擊“刷新” 按鈕 之后選擇好設(shè)備， 點擊“打開” 按鈕。如下圖：

2）在數(shù)據(jù)輸入框輸入十六進制數(shù)據(jù)， 再點擊發(fā)送， 可以在顯示窗口看到發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)， 進行數(shù)據(jù)對比， 驗證正確性。

在這里需要注意下：發(fā)送數(shù)據(jù)需要為偶數(shù)個，否則上位機會截取偶數(shù)個數(shù)據(jù)發(fā)送， 如下圖， 最后一個數(shù)據(jù) f 并沒有發(fā)送出去。

3）“刷新” 按鈕類似于關(guān)閉端口， 點擊“刷新” 按鈕后， 發(fā)送數(shù)據(jù)， 不會有反應(yīng)， 需要點擊
“打開” 按鈕打開 USB 設(shè)備。

5. 總結(jié)

本實驗介紹了FT232H芯片F(xiàn)T245 FIFO模式的讀寫測速，大家可以結(jié)合各自的應(yīng)用編寫上位機程序?qū)崿F(xiàn)所需功能。