USB2.0微控制器CY7C68013的GPIF接口设计

　　引 言

　　USB(Universal Serial Bus)是一种通用串行总线，主要用于PC与外围USB设备的互联。近年来，USB接口以其快速、即插即用、使用安装方便等优点逐渐成为现代数据传输的发展趋势。

　　目前，国内外采用USBl.1和USB2.O两种规范。USBl.1主要用于低速传输要求的场合，支持1.5Mb/s和12Mb/s两种传输速率;而USB2.O规范则提供高达480Mb/s的传输速率。尽管如此，在某些对数据传输速度要求很高的系统中，外围设备与USB接口之间在速度上仍存在着不可忽视的传输瓶颈。

　　Cypress公司生产的USB2.0控制器CY7C68013提供了一种独特的接口方式，即通用可编程接口(GPIF)方式。

　　它与传统接口方式的主要区别有两点：

　　①在数据传输过程中不需要CPU干涉，使得传输速率明显提高，从而可以充分利用USB2.0的传输带宽;

　　②由软件设置读/写控制，其控制方式类似于状态机，提高了传输稳定性。因此，本文介绍的基于USB2.0控制器CY7C68013的GPIF接口设计，就是充分利用了该芯片这一独特的数据传输接口方式，有效地解决了在传统接口方式下USB2.0设备数据传输速度的局限性，大大提高了数据的传输速率。

　　1 CY7C68013简介

　　CY7C68013是Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片。EZ-USB FX2是一款集成USB2.0收发器的微控制器，内部结构如图l所示。该系列芯片集成了USB2.O收发器、串行接口引擎(SIE)、带8.5KB片上RAM的增强型高速8051单片机、4KB FIFO存储器以及通用可编程接口等模块.提供了全面集成的USB解决方案，无需外加芯片即可实现高速USB传输。

　　FX2系列芯片最主要的特点是可以通过USB2.0的通用可编程接口为特定的应用接口编程。另外，CY7C68013的GPIF引擎具有自动传输数据结构的特性，这种特性使得以主/从端点FIFO(B/16位数据总线)为ATA、UTOPIA、EPP、PCMCIA、DSP等的外围设备，可以与主机通过CY7C68013无缝、高速地传输数据。另外，CY7C68013内部集成的USB2.O的SIF能完成大部分USB2.O协议的处理工作，从而减少了用户对繁杂的USB协议的处理。

　　2 硬件设计及原理

　　在GPIF接口方式设计中，GPIF作为CY7C68013的端点FIFO的内部控制器，在这种方式下，CPU不会干涉数据的传输。CY7C68013的GPIF接口方式如图2所示。

　　CY7C68013专门为GPIF提供了接口信号(包括16位数据线、输出控制信号CTL、输入控制信号RDY以及地址线ADR)，这些信号负责完成USB接口芯片与外围设备或器件(如FPGA、DSP等)的数据读/写控制和传输。以下为GPIF方式下的主要端口功能。

　　FDO～FDl5(输入/输出)：USB主机通过CY7C68013与外部设备进行数据传输的数据线，可以用8位或16位数据线。