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基于FPGA的USB3.0回環傳輸測試方案

CHANBAEK ? 來源:FPGA Zone ? 作者:FPGA Zone ? 2023-10-01 09:49 ? 次閱讀
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本文開源一個FPGA項目: USB3.0 LoopBack 。基于FPGA的USB3.0通信方案有很多,其中非常好用的一款USB3.0芯片是 FT600/601Q

下面介紹一下這款FT600/601Q芯片的技術參數,控制信號、數據讀寫時序等,并利用官方提供的上位機軟件進行數據回環測試。

FT600/601Q芯片

芯片技術參數

  • FT600&601Q芯片是FT最新推出的USB3.0 to FIFO interface IC,實現USB3.0與16/32bit并行IO接口之間的數據傳輸;
  • USB通信協議全部由芯片驅動自行完成,開發者無須考慮USB底層固件的編程
  • 支持USB3.0(5Gbps),向下兼容USB2.0(480Mbps and 12Mbps)傳輸;
  • 支持2種FIFO傳輸協議,最大傳輸可達400MB/s;
  • 高達8個可配置Endpoint;
  • 芯片內部有16K字節的緩沖區,可以進行數據的大吞吐量操作;
  • 支持遠程喚醒功能;
  • 芯片支持多種IO電壓:1.8V,2.5V,3.3V,
  • 通過16bit或32bit并行數據線和讀寫狀態、控制線RXF、TXE、RD、WR,加上時鐘CLK,使能OE信號線就可實現與CPU、FPGA的數據傳輸;
  • 工業級芯片,工作溫度范圍-40~85℃。

芯片內部架構

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極簡外圍電路設計

圖片

讀寫模式&時序

FT600/601Q常用讀寫模式為245 Synchronous FIFO模式和Multi Channel FIFO模式,本工程以芯片默認的245 Synchronous FIFO模式為例。

FT600/601Q讀寫模式是通過GPIO0GPIO1進行配置,具體配置方法如下圖所示:

圖片

245 Synchronous FIFO模式讀寫時序也非常簡單,當RXF_N信號拉低時, 通知FPGA開始讀任務,當TXE_N信號拉低時,通知FPGA開始寫任務:

  • 245 Synchronous FIFO模式讀時序

圖片

  • 245 Synchronous FIFO模式寫時序

圖片

回環傳輸測試

采用官方提供的FT600 Data Loopback Demo App上位機軟件進行 數據回環測試 ,每次讀寫4096字節數據,結果如下圖所示:

圖片

在Vivado工程中通過添加在線邏輯分析儀模塊查看相關信號:

圖片

另外,還可以采用官方提供的FT600 Data Streamer Demo App上位機軟件進行Stream數據流傳輸測試,速度可以達到360MB/S左右:

圖片

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