初探USB3.0极简方案FT601Q芯片方案

本文介绍了FTDI的FT601Q USB3.0 to FIFO interface IC,强调其无需底层固件编程、兼容不同传输速度、支持多种FIFO传输协议等特点。通过对比市面上常见的CY3014方案,阐述了选择FT601Q的原因,并展示了简化外围设计的示例。文章以245 Synchronous FIFO模式为例,提供了读写时序,并利用官方测试软件进行验证,展示高速数据传输性能。

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说来惭愧,从米联客开发板硬件上开始支持USB3.0芯片,FTDI600/601Q芯片方案已经快1年了,但是一直没给出非常详细的使用demo。市面上的开发板目前大都采用CY3014方案,那么米联客为什么一定要选择FTDI600/601Q这款开发板方面用的不多的芯片来做USB3.0方案呢?为什么不买个别人的开发板来copy下方案呢?为什么要耗费这么大精力呢?如果从商业经济角度来说,拿现成的方案来做自然是最省事,技术风险也最小,但是米联客作为开发板设计生产厂家,以及原创资料的倡导者,希望能给整个开发板生态做出一份自己的贡献,所以我们做的事情,要能给广大开发者提供一定的帮助,而不是copy。

 

1、FTDI600/601Q的技术参数:

 

>>FT600&601Q 芯片是FTDI最新推出的USB3.0 to FIFO interface IC,实现USB3.0与16/32bit并行IO接口之间的数据传输。

>>整个USB通信协议全部由芯片驱动自行完成,开发者无须考虑USB底层固件的编程。

>>兼容支持USB3.0(5Gbps),向下兼容USB2.0(480Mbps and 12Mbps)传输。

>>高达8个可配置Endpoint.

>>支持2种FIFO传输协议,最大传输可达400MB/s。

>>芯片内部有16K字节的缓冲区,可以进行数据的大吞吐量操作。

>>支持远程唤醒功能。

>>芯片支持多种IO电压:1.8V,2.5V.3.3V。

>>通过16bit D[O:15]或32bit D[0:31]并行数据线和读写状态/控制线RXF、TXE、RD、WR,加上时钟CLK,使能OE信号线就可实现与CPU/FPGA的数据交换。

>>该芯片内部集成1.0V LDO,可提供给芯片核心部分使用。

>>工业级芯片,工作温度范围-40 to 85℃。

 

2、芯片构架

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3、极简外围设计

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综上所述,可以看出FTDI600/601Q方案绝对是USB3.0传输中非常好用的方案。

 

相比官方的FPGA测试程序,自己写的测试程序更加简单,阅读方面,可以直接兼容官方的测试软件进行测试。

 

FTDI600/601Q支持的传输模式如下说明,其中245 Synchronous FIFO 模式和Multi-Channel FIFO模式是我们最常用的模式。我们这里介绍的demo以245 Synchronous FIFO模式为例

 

 

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245 Synchronous FIFO 模式读时序

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245 Synchronous FIFO 模式写时序

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由于本文是初探FT601Q芯片方案,并未涉及上位机软件的编写,当然我们后面肯定会涉及上位机软件编写。这里用官方的测试程序进行测试,主要用到2个测试程序,分别是FT600 Data Loopback.exe和FT600 Data Streamer Application.exe

首先介绍Loopback方式的测试

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通过在线逻辑分析仪查看数据

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用winhex查看数据

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以下是245模式 loopback的FPGA代码

module ft60x_top(

// system control

input                  Rstn_i,//fpga reset

output                 USBSS_EN,//power enable   

// FIFO interface    

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