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 USB DIY 講座 (四) --- 認識USB IC

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         在真正DIY 之前,我首先還是不免俗套的介紹一下USB Controller IC 。不過,我不要講的太細,以免大家都睡著了,我以我實務的經驗來分析您若要USB DIY 該用怎樣的IC 呢? 套一句我們小平同志講過的一句話『不管是黑貓或白貓,會捉老鼠的就是好貓!』以作產品的觀點來說:也是成立的。一棵成功的IC,他之所以成功 倒也不是他是偉大或功能強大,而可能只是他某一個特質剛好符合大眾市場的需求,而別人呢?可能要作也沒機會,或甚至說經濟效益不佳,不值得投入。對您我DIY 一族來說:這種經濟規模跟所謂開新IC的經濟規模來說,簡直是小小巫見大大巫。所以,對我們來說,只能在既有解決方案中去尋找出適合我們需求的控制IC。

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        我還是先分析一下CYPRESS IC 的成功之處。就以他 2005 年八月所發表的 CY7C64713 來說:(注意喔∼他還出USB 1.1 的東西,是用來取代CY7C64613 的),以下是他所公布的初步資料:

EZ-USB FX1(TM) USB Microcontroller

Features

bulletSingle-chip integrated USB transceiver, SIE, and
enhanced 8051 microprocessor
bulletFit, form and function upgradable to the FX2LP
(CY7C68013A)
bulletPin-compatible
bulletObject-code-compatible
bulletFunctionally-compatible (FX1 functionality is a
Subset of the FX2LP)
bulletDraws no more than 65 mA in any mode making the FX1
suitable for bus powered applications
bulletSoftware: 8051 runs from internal RAM, which is:
bulletDownloaded via USB
bulletLoaded from EEPROM
bulletExternal memory device (128-pin configuration only)
bullet16 KBytes of on-chip Code/Data RAM
bulletFour programmable BULK/INTERRUPT/ISOCHRONOUS
endpoints
bulletBuffering options: double, triple, and quad
bulletAdditional programmable (BULK/INTERRUPT) 64-byte
endpoint
bullet8- or 16-bit external data interface
bulletSmart Media Standard ECC generation
bulletGPIF
bulletAllows direct connection to most parallel interfaces;
8- and 16-bit
bulletProgrammable waveform descriptors and configuration
registers to define waveforms
bulletSupports multiple Ready (RDY) inputs and Control
(CTL) outputs
bulletIntegrated, industry standard 8051 with enhanced
features
bulletUp to 48-MHz clock rate
bulletFour clocks per instruction cycle
bulletTwo USARTS
bulletThree counter/timers
bulletExpanded interrupt system
bulletTwo data pointers
bullet3.3V operation with 5V tolerant inputs
bulletSmart SIE
bulletVectored USB interrupts
bulletSeparate data buffers for the Setup and DATA portions
of a CONTROL transfer
bulletIntegrated I2C controller, runs at 100 or 400 KHz
bullet48-MHz, 24-MHz, or 12-MHz 8051 operation
bulletFour integrated FIFOs
bulletBrings glue and FIFOs inside for lower system cost
bulletAutomatic conversion to and from 16-bit buses
bulletMaster or slave operation
bulletFIFOs can use externally supplied clock or
asynchronous strobes
bulletEasy interface to ASIC and DSP ICs
bulletVectored for FIFO and GPIF interrupts
bulletUp to 40 general purpose I/Os
bulletThree package options-128-pin TQFP, 100-pin TQFP,
and 56-pin QFN Lead-free

我把他的優質的特點給標示出來,再予以說明。

bullet8051 :這就符合了大眾市場,我想大家都可以同意的。
bullet8051 runs from internal RAM:這大概是他最成功的一點。您說國內的IC設計公司為什麼不去做?答案在我的前言中,因為是CYPRESS 作的是全球市場,積少成多,而且,您的應用文件要寫得好,這就是台灣不行的地方(應該說老美厲害地方)。這個優點就決定了他為什麼CPU可以跑在 48MHz 的原因了。因為一般EEPROM 的Access Time 是跑不了這麼快的。但程式容量就是一大挑戰了,因為會對IC的成本增加得很快,就像在DRAM市場中一樣。所以,光這一點國內的IC設計公司大概十家有九家半不會去做的原因。再來是:一般對DIY 一族或作TOOLS的人來說,最需要的是程式更新功能,您從ISP(In-System Programming) 的趨勢來看絕對是正確的。(應該是工程師都沒把握,而且現在開IC成本一直增加),所以,我想用CYPRESS 方案的人不會笨到說:還要外掛EEPROM吧。若要外掛EEPROM 的IC 滿街都是又便宜(像數位相機的IC就是啊)。所以,光是這一點他就打死一缸子的競爭對手了。結論是:您既然要作USB產品,當然一定是用在HOST PC上,所以,當您用在不同的場合時,您再決定由PC的應用程式來下載哪一支Firmware 去跑應用。厲害吧。
bullet當然啊,他支援Keil C 高階語言,但我還懷疑,用內部的SRAM可以寫多大的應用 ? 難怪要從原來的8K 升級到16 KBytes。
bullet 至於外部的接腳或介面來說,就如同我前一篇文章所說,不要去耽誤到USB的速度的原因吧。
bullet對於其他的特性來說,我想都比不上第二點吧。

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        好吧,再來講我的方案,當然以CYPRESS 來說,我也是要尋尋覓覓這樣的方案,最好是比他還便宜,而且更好用。看一下他的方塊圖:

    這是什麼IC啊 ?!不重要,他到底是不是一隻好貓?

看一下他的內容:

           

bullet一樣是8051 : 而且還是跑48MHz 的RISC耶(2T)。
bullet一樣是程式在內部SRAM跑,也可以透過USB 下載更新。
bullet他還有16 KBytes 的Data Buffer 比CYPRESS 中程式+Data 的16 KBytes 還大。
bullet他有三組A/D 輸入。譁,作Tools 最適合了。可拿來量電壓等。
bullet一樣可以外掛Memory ,而且是跟內部分開的。
bullet由支援EPP/ECP/SPP介面。真的嗎?我還真有點質疑呢?!
bullet一樣支援外掛BOOT CODE來修改VID/PID 的功能。
bullet支援一組Control 及Bulk-In/Bulk-Out 功能。
bullet眼尖的朋友應該看得出來,他是一棵掃描器的SOC吧。管他的,好用就好。

    我將以此顆IC來作一些應用,進一步說明如何USB DIY !

 

 

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