方案 | 基于EG4系列FPGA的USB3.0通信接口解决方案

来源:
时间: 2021-01-14

Universal Serial Bus 3.0(简称为USB3.0)接口,特点是传输速率非常快,理论上能达到5Gbps,比常见的的480Mbps的High Speed USB(简称为USB 2.0)快10倍,全面超越IEEE 1394和eSATA。外形和普通的的USB接口基本一致,能兼容USB 2.0和USB 1.1设备。USB3.0因其高带宽、速度快在各个领域得到了广泛的应用。

本文提供了一种基于安路科技EG4系列FPGA的USB3.0通信接口解决方案,安路科技是中国FPGA供应商,提供高性价比的FPGA产品。

安路科技EG4系列FPGA的USB3.0通信接口解决方案的功能框图如下:

方案 | 基于EG4系列FPGA的USB3.0通信接口解决方案

外围设备通过EG4系列FPGA实现与USB3.0的控制器的数据交互,进而实现与USB HOST的通信。这种解决方案适合大多数的USB3.0应用场景,比如外围设备是高清的工业相机,通过FPGA缓存处理数据,经过USB3.0控制器实现与具有USB HOST的CPU平台的通信。EG4系列FPGA含有丰富的I/O资源,可以支持不同的I/O标准,因此可以和很多的外围设备进行通信。


如下图所示,USB3.0控制器一般是32bits的标准FIFO接口和FPGA通信,控制接口一般采用UART、I2C、SPI等接口。32位并行接口的数据突发速率高达400MB/s,FPGA端时钟为100MHz。

方案 | 基于EG4系列FPGA的USB3.0通信接口解决方案

EG4系列FPGA特点:


◆多达19600个 LUTs


◆ 通用用户I/O数量最多达215个,支持多种I/O电平标准


◆ 最大支持156 Kbits分布存储器


◆ 最大支持1 Mbits 嵌入块存储器


◆嵌入块存储器容量9 Kbits,可配置为真双口,8Kx1到512x18模式


◆ 专用FIFO控制逻辑


◆ 嵌入块存储器容量32 Kbits,可配置为真双口,可设置为2K*16或4K*8


◆ 内嵌2M X 32bits的SDRAM(EG4S系列)


◆16路全局时钟资源,4个PLL,支持动态相位选择


基于安路科技EG4系列FPGA的USB3.0通信接口解决方案应用领域:


◆ 将旧版外围设备升级到USB3.0


◆ USB3.0数码摄像机接口


◆打印机/扫描仪的USB3.0接口


◆ 医疗/工业成像设备


◆USB3.0仪器


◆UVC类USB摄像头


选择安路科技EG4系列FPGA,高集成度可以大大的减少整体系统电路设计,提高系统的灵活性及性价比。另外,USB3.0通信接口正广泛的应用于各个领域,市场前景非常可观。


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