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USB接口芯片FT245AM的原理及在航空ARINC429总线测试仪中的应用
DVBCN数字电视中文网 日期:06-08-15 11:12:42 作者:苗睿锋 点击率:[]
摘 要:介绍了一种USB总线接口芯片FT245AM及其在航空ARINC429总线测试仪中的应用方法,同时介绍了FT245AM的内部结构、管脚说明以及与微处理器的接口电路,给出了航空ARINC429总线测试仪的总体框图、部分原理和接口逻辑的Verilog HDL源代码及仿真时序。 
关键词:USB总线;ARINC429总线;FT245AM;CPLD;MCU 


  随着计算机的广泛应用,与计算机通信的方式也越来越多,对通信速度和易用性要求也越来越高,这使得USB通信方式显得越来越突出,应用领域也越来越广泛。因此,在鼠标、键盘、游戏杆、数据采集卡、数码相机、掌上电脑中都有USB的应用。
  FT245AM是美国FTDI公司生产的一种USB专用芯片。它具有功能强、体积小、传输速度快、符合USB1.1技术规范、易于与微处理器接口等特点,因而倍受用户的青睐。笔者采用FT245AM成功地开发了航空ARINC429总线测试仪。
  FT245AM集成了USB1.1通信协议和外设接口,可以方便地实现USB主机与外设MCU、CPLD的接口,其数据传输速率可达1MB/s。FT245AM内部128字节的接收FIFO和384字节的发送FIFO大大提高了USB主机与外设的通信质量。另外,FT245AM还具备3.3V的LDO调整器、8倍频器、USB数据时钟恢复PLL、USB数据收发器,且EEP-ROM接口逻辑单元可外接串行存储器93C46,以实现USBVID、PID、序列号和设备说明字符串的存储。使用FT245AM可大大简化其外围电路,使用户
设备更趋于小型化。

1 FT245AM简介
1 .1 FT245AM内部结构和引脚功能
  FT245AM芯片的内部结构如图1所示。该芯片采用QFP32封装,其各管脚说明如下:
USBDP(7脚):
USB差分数据正端; 
EEDATA(2脚):串行存储器数据;
USBDM(8脚):USB差分数据负端; 
TEST(5脚):厂商测试管脚;
3V3OUT(6脚):3.3V电源输出;
D[7:0](25~18脚):外设接口数据总线;


XTIN(27脚):晶体振荡器输入;
(16脚):外设读数据信号输入;
XTOUT(28脚):晶体振荡器输出; 
WR(15脚):外设写数据信号输入;
RCCLK(31脚):RC定时器;
(14脚):发送FIFO空标志输出;
(4脚):芯片复位输入;
(12脚):接收FIFO非空标志输出;
EECS(32脚):串行存储器片选;
(11脚):串行存储器读取请求;
EESK(1脚):串行存储器时钟;
(10脚):串行存储器读取允许;
  VCC,AVCC(3、13、26、30脚):分别为芯片电源和电路模拟电源;
  GND,AGND(9、19、29脚):芯片地和模拟地。 
1.2 FT245AM与外设的数据传输方法
  FT245AM具有外设接口控制单元,可以方便地与MCU、CPLD接口来实现数据交换。
当外设从FT245AM中读取USB主机数据时,如果FT245AM的管脚为高电平,则表明FT245AM没有接收到USB主机发送的数据,此时外围MCU(CPLD)不能读取数据。而当MCU(CPLD)检测到为低电平时,表明FT245AM的接收FIFO中已有USB主机发送的数据,此时外围MCU(CPLD)便可以通过外设数据总线读取数据。外设通过FT245AM读取USB主机数据的时序图如图2所示。
当外设通过FT245AM写数据到USB主机时,如果FT245AM的管脚为高电平,则表明FT245AM内部正忙,外围MCU(CPLD)不能向FT245AM的发送
FIFO中写数据。而当外围MCU(CPLD)检测到TXE为低电平时,则表明FT245AM的发送FIFO空闲,外围MCU(CPLD)可以向FT245AM中写数据到USB主机。图3所示是外设通过FT245AM向USB主机发送数据的时序图。 


2在ARINC429总线测试仪中应用
ARINC429总线在航空领域有着广泛的使用,该总线采用差分数据传输方式,支持12.5kbps和100kbps两种传输速率。由于ARINC429总线设备的应用领域比较特殊,因此需要较高的可靠性,同时其测试设备也显得尤为重要。为了方便该总线设备的测试,摆脱专用测试设备的不灵活性,急需一种方便快捷的通信方式来实现计算机与该总线设备的互连,使该总线设备的测试可以在计算机中自动完成,从而提高测试设备的灵活性和通用性。因此,提出了基于USB总线的ARINC429总线测试仪。 

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来源:国外电子元器件
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