. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
USB Host k FPGA
15. prosince 2008 | Pandatron | USB Host k FPGA | Komentářů: 0  

USB Host k FPGA

Jednoduché a přitom komplexní řešení USB Host k libovolnému FPGA za 1EUR.

Společnost EXAR Powering Connectivity nabízí kompletní a zároveň velice levné řešení pro stavbu USB Host zařízení. Na následujících řádcích se tak podíváme na stavbu USB Host zařízení s použitím dvou obvodů tohoto výrobce a jejich řízení pomocí FPGA.

SP5301
Je kompletní řešení pro USB Transceiver k mikroprocesoru či FPGA. Obvod nabízí spojení s fyzickou vrstvou USB rozhraní prostřednictvím standardních 3,3V či 5,0V logických pinů.


Obr. 1: SP5301

Základní vlastnosti:
- použitím digitálních I/O umožňuje přístup k fyzické vrstvě USB
- podporuje 12Mbps „Full Speed“ a 1,5Mbps „Low Speed“
- kompatibilní s VHDL "Serial Interface Engine" z „USB developer's conference“
- hystereze na VP a VM pinech
- usnadnění použití PC periférií
- napájecí napětí obvodu je typ 3,3V
- odběr ve sleep režimu jen 20nA
- 14 pinové 0.15" SOIC pouzdro

Obvod SP5301 tak umožňuje pohodlné spojení s fyzickou vrstvou USB sběrnice a její vytvoření. V dispozici je celkem deset speciálních logických pinů, s jejichž pomocí je možné jak přijímat a vysílat data, tak i monitorovat aktuální stav sběrnice a pohodlně indikovat její stavy.


SP2525
Obvod SP2525 je podpůrný obvod od téhož výrobce, který by neměl chybět v žádném USB Host zařízení. Obvod je mnohostranný spínač výstupního napětí pro připojená USB zařízení.


Obr. 2: SP2525

Základní vlastnosti:
- rozsah vstupního napětí +3,5 až +5,5V
- trvalý výstupní proud na kanál 500mA
- detekce podpětí při 2,6V
- automatické odpojení výstupu při proudu 1,25A
- vnitřní odpor výstupního tranzistoru typ. 70mOhm
- vlastní odběr obvodu 75uA (1uA sleep)
- odolnost proti převaze napětí na výstupu
- tepelná ochrana

Jedná se tedy o obvod, který na USB konektor přivádí 5V napájení. Zároveň monitoruje proud tekoucí do připojeného USB zařízení a při jeho zvýšení nad 0,5A dá nadřazenému systému (v našem případě FPGA) vědět stažením FLG pinu proti zemi (pin je typu OC). Tento pin obvod aktivuje i při tepelném přetížení (při 135°C) či poklesu napětí na vstupu pod 2,6V. Na nadřazeném systému je poté aby vzniklý stav vyhodnotil a změnou stavu pinu EN výstup odpojil. K dispozici jsou dvě verze obvodu pro jeden kanál a to buď s kladnou logikou piny EN, nebo zápornou.
Obvod je dále vybaven logikou, která při zkratu na výstupu (při proudu nad 1,25A) výstup odpojí automaticky.


Konstrukce USB Host zařízení:
Na následujícím obrázku je ukázkové schéma zapojení pro USB Host s FPGA.


Obr. 3: Schéma zapojení

Schéma je pouze demonstrační a ukazuje použití dvou výše zmíněných obvodů. Místo FPGA je zde z důvodu přehlednosti použito pouze malé CPLD (XC9572XL), do kterého se samozřejmě reálný USB protokol nevejde. Zároveň na schématu schází i oscilátor, potřebný pro běh řídícího obvodu.

Obvod SP5301 je svými piny přímo připojen na 3,3V I/O piny FPGA. Piny RERR a RSEO jsou ponechány nezapojené a pin SUSPND je trvale spojen se zemí. Je to proto, protože USB výstup je vypínán pomocí piny OC a vypínání přijímače není potřeba. Dále je i pin SPEED trvale aktivován a to spojením s VDD. Tím je obvod trvale přepnut do „full speed“ režimu, protože naprostá většina USB zařízení tuto rychlost podporuje.
Výstupní piny D+ a D- vedou přes impedančně přizpůsobovací rezistory s hodnotou 22R na USB konektor. Z důvodu vybrání „full speed“ je možné i na pin D+ trvale připojit rezistor 15k proti VDD.

Obvod SP2525 je taktéž zapojen podle doporučení výrobce. Ovládací i indikační pin jsou připojeny k FPGA a jsou (vzhledem k pull-up rezistoru R5 na pinu FLG) také 3,3V úrovně.
Cívka L1 je malá feritová perlička.

Závěr:
K zapojení jinak není více co dodat. Ve VHDL jazyku je přímá podpora pro USB sběrnici a to prostřednictvím prvku „Serial Interface Engine“. S jeho pomocí (a samozřejmě odbornou znalostí USB protokolu) je možné takto vytvořit jak univerzální USB Host zařízení, tak i úzce specializovanou konstrukci.

Oba zmíněné integrované obvody je možné zakoupit například u Mouseru. Cena obvodu SP5301CY-L i obvodu SP2525A je naprosto totožná a je od 1,63 EUR do 0,977 EUR (pro 1 až 255kusů).

Použitá literatura:
Technická specifikace obvodů: LF33, XC9572XL, SP5301 a SP2525

Odkazy & Download:
Domovská stránka výrobce integrovaných obvodů SPxxxx -
http://www.exar.com
Obvod SP5301 - http://www.exar.com/Common/Content/ProductDetails.aspx?ID=SP5301
Obvod SP2525 - http://www.exar.com/Common/Content/ProductDetails.aspx?ID=SP2525-1







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře:
Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
Bluetooth relé BTREL1
Modul Bluetooth relé BTREL1 s jedním výstupem umožňuje ovládání libovolných systémů pomocí bezdrátového rozhraní.
Skladem od 690 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007