作者Email: cai_yang@etang.com 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(fā)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(chuàng)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(xié)議，從而減少了開發(fā)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(fā)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(tǒng); (6) 兩個數據指針。 ● 3.3V電源系統(tǒng); ● 智能串行引擎(SIE); ● 矢量USB中斷; ● 獨立的數據緩沖區(qū)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(jié)(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(zhí)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(qū)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(tài)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(jié)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(tài)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(qū) FX2包含3個64字節(jié)端點緩沖區(qū)和4K可配置成不同方式的緩沖，其中3個64字節(jié)的緩沖區(qū)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(qū)，但是8個SETUP字節(jié)數據不會出現在這64字節(jié)EP0 端點緩沖區(qū)中。EP1IN和EP1OUT使用獨立的64字節(jié)緩沖區(qū)，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(qū)EP2、EP4、EP6和EP8不同，這四個端點緩沖區(qū)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(qū)。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(qū)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(yōu)先級 IE0 INT0 Pin 0x0003 1 TF0 Timer0 Overflow 0x000B 2 IE1 INT1 Pin 0x0013 3 TF1 Timer1 Overflow 0x001B 4 RI_0 %26;amp; TI_0 USART0 Rx %26;amp; Tx 0x0023 5 TF2 Timer2 Overflow 0x002B 6 Resume WAKEUP/WU2 Pin 0x0033 0 RI_1 %26;amp; TI_1 USART1 Rx %26;amp; Tx 0x003B 7 USBINT USB 0x0043 8 I2CINT I2C BUS 0x004B 9 IE4 GPIF/FIFOs/INT4 Pin 0x0053 10 IE5 INT5 Pin 0x005B 11 IE6 INT6 Pin 0x0063 12 其中27個USB請求共享USB中斷，14個FIFO/GPIF源共享INT4。

8、結束語 我們用EZ-USB FX2 CY7C68013單片機來實現多串口轉USB，并開發(fā)了windows操作系統(tǒng)下的USB驅動。