AN-1006：使用 EVAL-ADUSB2EBZ

EVAL-ADUSB2EBZ 具有 USB 到 I 功能2C 和 SPI 轉(zhuǎn)換。它與 1.8 V 和 3.3 V 目標(biāo)器件兼容，并允許使用 SigmaStudio?集成大多數(shù) SigmaDSP 處理器。其板載功率穩(wěn)壓器能夠?yàn)槟繕?biāo)板供電，并具有與 Aardvark 兼容的標(biāo)準(zhǔn)編程接頭。EVAL-UDSUB2EBZ 通過扁平表面貼裝 USB 微型 B 型連接器為多達(dá) <> 個(gè)從器件提供 SPI 控制，并允許即插即用操作。

EVAL-ADUSB2EBZ非常適合使用SigmaStudio將代碼和寄存器設(shè)置下載到SigmaDSP處理器和編解碼器。它還可用于通過SigmaStudio實(shí)時(shí)調(diào)整SigmaDSP生產(chǎn)單元。

一般描述

EVAL-ADUSB2EBZ，也稱為USBi，是SigmaDSP系統(tǒng)的獨(dú)立通信接口和編程器。它將 USB 控制命令從 SigmaStudio 轉(zhuǎn)換為 I2C 和 SPI 通信協(xié)議。USBi 通過 USB 電纜供電;因此，不需要外部電源。

帶狀電纜和 10 引腳接頭形成與目標(biāo)板的橋接，將通信信號(hào)連接到目標(biāo) IC。帶狀電纜還從 USB 集線器傳輸 5 V 電源，如果需要，可用于為目標(biāo)板供電。

板載穩(wěn)壓器支持1.8 V和3.3 V IOVDD操作，從而提高與目標(biāo)器件的兼容性。

USBi 最多可同時(shí)控制五個(gè)從設(shè)備。為了控制多個(gè)SPI器件，提供了額外的鎖存信號(hào)，盡管它們沒有連接到帶狀電纜。

USBi可用于通過SigmaStudio實(shí)時(shí)控制SigmaDSP系統(tǒng)，并且能夠在自引導(dǎo)系統(tǒng)中對(duì)EEPROM進(jìn)行編程。它是原型系統(tǒng)在線編程和調(diào)諧的理想解決方案。

USBi僅支持USB 2.0接口;USBi 不適用于僅支持 USB 版本 1.0 和 USB 版本 1.1 的電腦。

圖1

將 USB 接口與 SigmaStudio 配合使用

安裝驅(qū)動(dòng)程序

必須安裝 SigmaStudio 才能使用 USBi。正確安裝 SigmaStudio 后，使用隨附的 USB 電纜將 USBi 連接到可用的 USB 端口。此時(shí)，Windows? XP 會(huì)識(shí)別設(shè)備并提示用戶安裝驅(qū)動(dòng)程序。

圖2.發(fā)現(xiàn)新硬件通知

選擇從列表或特定位置安裝（高級(jí)）選項(xiàng)，然后單擊下一步>。

圖3.找到新硬件向?qū)?- 安裝

單擊“搜索這些位置中的最佳驅(qū)動(dòng)程序”，然后選擇“在搜索中包括此位置”。單擊“瀏覽”以查找 SigmaStudio 3.0USB 驅(qū)動(dòng)程序目錄

圖4.Windows 找到新硬件向?qū)?- 搜索和安裝選項(xiàng)

當(dāng)屏幕上出現(xiàn)有關(guān) Windows 徽標(biāo)測(cè)試的警告時(shí)，單擊“仍然繼續(xù)”。

圖5.視窗徽標(biāo)測(cè)試警告

將 USBi 添加到 SigmaStudio 項(xiàng)目

要將 USBi 與 SigmaStudio 結(jié)合使用，請(qǐng)先在“硬件配置”選項(xiàng)卡的工具箱的“通信通道”子部分中選擇它，然后將其添加到項(xiàng)目空間。

圖6.添加 USBi 通信通道

如果SigmaStudio無法在計(jì)算機(jī)的USB端口上檢測(cè)到USBi，則USB標(biāo)簽的背景將為紅色。當(dāng) USBi 未連接或驅(qū)動(dòng)程序安裝不正確時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況。

圖7.USBi 未被 SigmaStudio 檢測(cè)到

如果 SigmaStudio 在計(jì)算機(jī)的 USB 端口上檢測(cè)到 USBi，則 USB 標(biāo)簽的背景將變?yōu)槌壬?/p>

圖8.由 SigmaStudio 檢測(cè)到的 USBi

配置 USBi 以與 IC 通信

要使用 USBi 與目標(biāo) IC 通信，請(qǐng)?jiān)?USBi 的藍(lán)色引腳和 IC 的綠色引腳之間單擊拖動(dòng)導(dǎo)線來連接目標(biāo) IC。USBi 的相應(yīng)下拉框會(huì)自動(dòng)填充該 IC 的默認(rèn)模式和通道。

圖9.將 USBi 連接到 IC

要更改通信模式和信道，請(qǐng)單擊下拉框，然后從列表中選擇適當(dāng)?shù)哪Ｊ胶托诺馈?/p>

圖 10.選擇通信模式和通道

配置 USBi 以與多個(gè) ICS 通信

USBi 可以同時(shí)與多達(dá)五個(gè) IC 通信。要與多個(gè)IC通信，請(qǐng)將另一個(gè)IC添加到項(xiàng)目中，并將其連接到USBi的下一個(gè)可用引腳。

使用 I 進(jìn)行多地址操作2C

USBi 可以在同一總線上支持多達(dá)四個(gè)相同的設(shè)備，如果2目標(biāo)設(shè)備的 C 地址引腳獨(dú)立設(shè)置為四個(gè)不同的地址，與 SigmaStudio 的“硬件配置”選項(xiàng)卡中下拉框中的地址匹配。

圖 11.使用 I 進(jìn)行多地址操作2C

使用 SPI 進(jìn)行多地址操作

如果目標(biāo)設(shè)備的 SPI 地址引腳獨(dú)立設(shè)置為兩個(gè)不同的地址，并且與 SigmaStudio 的“硬件配置”選項(xiàng)卡中下拉框中的地址匹配，則 USBi 可以在同一 SPI 鎖存器上支持最多兩個(gè)相同的器件。

圖 12.使用 SPI 進(jìn)行多地址操作

帶SPI的多鎖存操作

USBi 可以支持五個(gè)不同 SPI 鎖存器上的設(shè)備。當(dāng)使用多個(gè)鎖存器時(shí)，來自USBi的未連接到帶狀電纜的附加SPI鎖存信號(hào)需要手動(dòng)連接到目標(biāo)。

圖 13.帶SPI的多鎖存操作

擴(kuò)展SPI鎖存信號(hào)的位置如圖14所示。

圖 14.擴(kuò)展 SPI 鎖存信號(hào)引腳排列（電路板底部視圖）

結(jié)合多鎖存器和多地址操作與SPI

可以使用多個(gè)鎖存器和多個(gè)地址方案的組合，但設(shè)備總數(shù)不能超過五個(gè)。

控制 USBi

USBi 具有多種用于控制目標(biāo)硬件的功能。在 SigmaStudio 中，通過右鍵單擊“硬件配置”選項(xiàng)卡中的 USB 接口，可以訪問控制選項(xiàng)。

圖 15.USBi 控制菜單

捕獲輸出數(shù)據(jù)

此選項(xiàng)訪問捕獲窗口，其中顯示PC和目標(biāo)IC之間所有通信的日志（參見圖17）。

設(shè)備電源開/關(guān)

此選項(xiàng)切換為目標(biāo)板供電的線路。默認(rèn)情況下，設(shè)備電源處于打開狀態(tài)。

設(shè)備啟用/禁用

對(duì)于支持的IC，選擇此選項(xiàng)可將器件切換到低功耗模式。

重置 USB 接口

此功能執(zhí)行 USB 驅(qū)動(dòng)程序的軟件重置，并導(dǎo)致賽普拉斯 USB 微控制器重新加載其固件。

監(jiān)控 USBi

使用捕獲窗口，可以查看從PC到目標(biāo)IC的所有傳出通信傳輸。對(duì)于每次寫入，將顯示寫入模式、寫入時(shí)間、單元格名稱（如果適用）、參數(shù)名稱、地址、值、數(shù)據(jù)（十進(jìn)制和十六進(jìn)制）和字節(jié)長度。

對(duì)于寫入多個(gè)內(nèi)存位置的塊寫入，僅顯示第一個(gè)位置。最左側(cè)列中的展開/折疊按鈕允許用戶查看完整的數(shù)據(jù)寫入。

使用 USBi 對(duì)自引導(dǎo) EEPROM 進(jìn)行編程

編譯項(xiàng)目后，寄存器和RAM內(nèi)容可以寫入目標(biāo)EEPROM進(jìn)行自引導(dǎo)。要使用此功能，必須在“硬件配置”窗口中將EEPROM IC連接到USBi。驗(yàn)證目標(biāo)板上的EEPROM寫保護(hù)引腳是否禁用后，右鍵單擊目標(biāo)IC（SigmaDSP），然后選擇將最新編譯寫入E2PROM。

圖 16.寫入自引導(dǎo) EEPROM

警告

USBi 在 I 上有一個(gè) EEPROM2地址 0x51 處的 C 總線，用于向 PC 指示其供應(yīng)商 ID 和產(chǎn)品 ID，以及啟動(dòng)其內(nèi)部程序。應(yīng)避免在此地址使用任何其他EEPROM。此 EEPROM 沒有寫保護(hù);因此，如果您嘗試寫入地址0x51，您將覆蓋 USBi 的板載 EEPROM，并且 USBi 將停止工作。如果不將電路板返回到ADI公司，則無法對(duì)USBi進(jìn)行重新編程。大多數(shù)EEPROM通過設(shè)置其引腳A0 = 51和A0 = A1 = 1來設(shè)置為尋址2x0。

圖 17.輸出捕獲窗口

電路原理圖

USB連接器

主機(jī) PC 和 Cypress USB 接口設(shè)備之間的連接通過標(biāo)準(zhǔn) USB 電纜進(jìn)行，該電纜傳輸用于數(shù)據(jù)通信的 D+ 和 D? 信號(hào)、5 V 電源和接地。D+ 和 D? 線是由雙絞線上的半雙工差分信號(hào)承載的單線通信接口。時(shí)鐘使用非歸零反轉(zhuǎn)（NRZI）行代碼嵌入到數(shù)據(jù)中。這些信號(hào)線直接連接到賽普拉斯 USB 接口上的引腳。

選擇表面貼裝的USB微型B型插孔是由于其低調(diào)和在消費(fèi)電子產(chǎn)品中的日益普及。

圖 18.USB 連接器原理圖

功率調(diào)節(jié)器

賽普拉斯 USB 接口 I/O 端口能夠在 1.8 V 和 3.3 V 模式下工作，具體取決于系統(tǒng)中的目標(biāo)設(shè)備。兩個(gè)穩(wěn)壓器，一個(gè)用于5 V至3.3 V穩(wěn)壓，另一個(gè)用于5 V至1.8 V穩(wěn)壓，在電路板上電時(shí)同時(shí)運(yùn)行。提供開關(guān) （S1） 以在兩個(gè)穩(wěn)壓器之間輕松切換 IOVDD 電源。LED D4 提供視覺反饋，表明電路板正在從 PC USB 端口獲得 5 V 電源。

當(dāng)電路板連接到 USB 總線時(shí)，不應(yīng)更改開關(guān) S1 的位置。

圖 19.功率調(diào)節(jié)器原理圖

賽普拉斯USB接口

賽普拉斯USB接口是系統(tǒng)的核心，包括將USB命令轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的I的所有必要功能。2C 或 SPI 讀/寫傳輸，并充當(dāng) FIFO，在主機(jī) PC 和目標(biāo)設(shè)備之間路由數(shù)據(jù)。

晶體振蕩器原理圖

Cypress USB接口是它自己的時(shí)鐘主控，該板包括一個(gè)帶有24 MHz壓電晶體諧振器的晶體振蕩器電路，為振蕩器電路提供穩(wěn)定性。晶體諧振器由賽普拉斯USB接口的XTALOUT和XTALIN引腳并聯(lián)驅(qū)動(dòng)。

圖 20.晶體振蕩器原理圖

圖 21.賽普拉斯USB接口原理圖

發(fā)光二極管

LED 向用戶提供有關(guān)賽普拉斯 USB 微控制器狀態(tài)的反饋。

圖 22.發(fā)光二極管原理圖

電丙胺

EEPROM 是一個(gè)重要的系統(tǒng)元件，它向主機(jī) PC 識(shí)別電路板并存儲(chǔ)賽普拉斯 USB 接口的固件。EEPROM在制造過程中通過J2連接器進(jìn)行編程。

圖 23.EEPROM原理圖

目標(biāo)板電源開關(guān)

USBi能夠在賽普拉斯USB微控制器完成啟動(dòng)過程后為目標(biāo)板供電。USB_PWR_ON信號(hào)連接到Q2的基極，并在被驅(qū)動(dòng)為高電平時(shí)打開兩個(gè)晶體管。

該電路還支持從SigmaStudio進(jìn)行軟件控制的目標(biāo)復(fù)位。

圖 24.目標(biāo)電源開關(guān)原理圖

目標(biāo)板編程接頭

要從EEPROM正確啟動(dòng)賽普拉斯USB微控制器，必須從I中卸下所有其他設(shè)備。2C總線。ADG721BRMZ模擬開關(guān)保持開路，隔離I2C 總線從目標(biāo)，直到引導(dǎo)過程完成。

圖 25.目標(biāo)板編程接頭原理圖

審核編輯：郭婷