EZ-USB FX2單片機CY7C68013的特性介紹
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摘要：本文主要介紹Cypress Semiconductor公司的EZ－USB FX2單片機CY7C68013，該單片機是一個帶USB2.0內核、8051兼容的單片機。
關鍵詞：USB2.0 EZ－USB FX2 單片機 CY7C68013
1 介紹
Cypress Semiconductor公司的EZ－USB FX2是世界上第一款集成USB2.0的微處理器，它集成了USB2.0收發器、SIE（串行接口引擎）、增強的8051微控制器和可編程的外圍接口。FX2這種獨創性結構可使數據傳輸率達到56Mbytes/s，即USB2.0允許的最大帶寬。在FX2中，智能SIE可以硬件處理許多USB1.1和USB2.0協議，從而減少了開發時間和確保了USB的兼容性。GPIF（General Programmable Interface）和主/從端點FIFO（8位或16位數據總線）為ATA、UTOPIA、EPP、PCMCIA和DSP等提供了簡單和無縫連接接口。
2 EZ－USB FX2結構
CY7C68013結構圖如圖1所示。它有三種封裝形式：56SSOP，100TQFP和128TQFP。
CY7C68013集成了以下特性：
● USB2.0收發器、SIE（串行接口引擎）和增強性8051微處理器；
● 軟件運行：8051程序從內部RAM開始運行，可以借助下列幾種方式進行程序裝載：
（1）通過USB下載；
（2）從EEPROM中裝載；
（3）通過外部存儲器設備。
● 四個可編程BULK/INTERRUPT/ISOCHRONOUS端點；
可選雙、三和四緩沖
● 8位或16位外部數據接口
● 通用可編程接口（GPIF）
（1）可以直接連接到并口，8位和16位；
（2）可編程波形描述符和配置寄存器；
（3）支持多個Ready輸入和Control輸出。
● 集成標準8051內核，且具有下列增強特性：
（1）可以達到48MHz時鐘；
（2）每條指令占四個時鐘周期；
（3）兩個USARTs；
（4）三個定時/計數器；
（5）擴展的中斷系統；
（6）兩個數據指針。
● 3.3V電源系統；
● 智能串行引擎（SIE）；
● 矢量USB中斷；
● 獨立的數據緩沖區供SETUP和DATA包控制傳輸；
● 集成I2C控制器，運行速度可達100或400KHz；
● 四個FIFO，可與ASIC和DSP等無縫連接；
● 專門的FIFO和GPIF自動矢量中斷；
● 可用于DSL Modems、ATA接口、相機、Home PNA、WLAN、MP3播放器、網絡等。
3、USB啟動方式和枚舉
上電時，內部邏輯會檢查連接到I2C總線上的EEPROM中的第一個字節（0xC0或0xC2）。如果是0xC0，就會使用EEPROM中的VID/PID/DID來替代內部存儲值；如果是0xC2，內部邏輯就會把EEPROM中的內容裝入到內部RAM中；如果沒有檢查到EEPROM，FX2就會使用內部存儲的描述符來枚舉。FX2缺省的VID/PID/DID是0x04B4/ 0x8613/ 0xxxyy。
當首次插入USB時，FX2通過USB電纜會自動枚舉且下載固件和USB描述符表；接下來，FX2再次枚舉，這次主要通過下載的信息來定義設備。這兩個步驟就叫做重枚舉，當設備插入時它們就立即執行。
4、程序/數據存儲器
4.1內部數據RAM
如圖2所示，FX2的內部數據RAM被分成三個不同的區域：低（LOW）128、高（Upper）128和特殊功能寄存器（SFR）空間。低128和高128是通用RAM，SFR包括FX2控制和狀態寄存器。
4.2外部程序存儲器和數據存儲器
FX2有8K片上RAM，位于0x0000－0x1FFF；512字節Scratch RAM，位于0xE000－0xE1FF。盡管Scratch RAM從物理上來說位于片內，但是通過固件可以把它作為外部RAM一樣來尋址。
FX2保留7.5K（0xE200－0xFFFF）數據地址空間作為控制/狀態寄存器和端點緩沖器。
注意：只有數據內存空間保留，而程序內存（0xE000－0xFFFF）并不保留。
5、端點緩沖區
FX2包含3個64字節端點緩沖區和4K可配置成不同方式的緩沖，其中3個64字節的緩沖區為EP0、EP1IN和EP1OUT。EP0作為控制端點用，它是一個雙向端點，既可為IN也可為OUT。當需要控制傳輸數據時，FX2固件讀寫EP0緩沖區，但是8個SETUP字節數據不會出現在這64字節EP0端點緩沖區中。EP1IN和EP1OUT使用獨立的64字節緩沖區，FX2固件可配置這些端點為BULK、INTERRUPT或ISOCHRONOUS傳輸方式，這兩個端點和EP0一樣只能被固件訪問。這一點與大端點緩沖區EP2、EP4、EP6和EP8不同，這四個端點緩沖區主要用來和片上或片外進行高帶寬數據傳輸而無需固件的參與。EP2、EP4、EP6和EP8是高帶寬、大緩沖區。它們可被配置成不同的方式來適應帶寬的需求。
6、外部FIFO接口
EP2、EP4、EP6和EP8大端點緩沖區主要用來進行高速（480Mbits/s）數據傳輸，可以通過FIFO數據接口與外部ASIC和DSP等處理器無縫連接來實現高速數據傳輸。它具有通用接口：Slave（從）FIFO（外部主）或GPIF（內部主）、同步或異步時鐘、內部或外部時鐘等。圖3、圖4分別為FX2 FIFO處在“Slave FIFO”模式和“GPIF Master”模式。
7、中斷資源
FX2的中斷結構是在一個標準8051單片機的基礎上增強和擴展了部分中斷資源，中斷資源如表1所示：
表1 FX2中斷
|
FX2中斷 |
中斷來源 |
中斷向量 |
優先級 |
|
IE0 |
INT0 Pin |
0x0003 |
1 |
|
TF0 |
Timer0 Overflow |
0x000B |
2 |
|
IE1 |
INT1 Pin |
0x0013 |
3 |
|
TF1 |
Timer1 Overflow |
0x001B |
4 |
|
RI_0 & TI_0 |
USART0 Rx & Tx |
0x0023 |
5 |
|
TF2 |
Timer2 Overflow |
0x002B |
6 |
|
Resume |
WAKEUP/WU2 Pin |
0x0033 |
0 |
|
RI_1 & TI_1 |
USART1 Rx & Tx |
0x003B |
7 |
|
USBINT |
USB |
0x0043 |
8 |
|
I2CINT |
I2C BUS |
0x004B |
9 |
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