V1.0
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By huanghui
20/8/2008
Phone : 13834554662
Web : www.aimlab.cn
淘宝店铺：http://shop35390732.taobao.com
一、 USB2.0 FPGA数据采集板总体说明
USB2.0 FPGA数据采集板可以作为
ALTERA CYCLONE II FPGA的开发平台。板上扩展了CYPRESS公司USB2.0芯片，用于开发全速USB2.0设备是实验平台。板卡
设计上使FPGA和USB2.0芯片间能实现高速的数据交换通信。板卡外扩了大量的端口用于试验。 板上扩展了
256K×16bit SRAM大容量高速存储器，可应用于高速的数据存储场合，如数据采集缓冲、图像采集缓冲等。板卡支持USB供电和外接+5V电源，经LDO后，输出3.3V电压，电流可达3A。 二、USB2.0 FPGA数据采集板概述
1、符合USB2.0规范，480Mbps高速传输协议标准，兼容USB1.1.
2、增强型Cypress EZ-USB FX2LP系列处理器CY7C68013A-100AXC，含括增强型USB Core、高速8051 Core和16K RAM，GPIF接口、Slave FIFO接口、提供全部传输类型(等时、批量、中断、控制传输)
3、RS232串口：两个，一个可供用户使用或另一个可作Keil调试用（MAX3232）。完整的在线仿真调试方案，通过全窗口化开发环境Keil，不需要仿真器就能进行仿真调试。
4、完整的在系统编程方案，提供8K bytes程序内存空间(EEPROM)，不需要编程器就能直接通过控制面板通过USB线在开发系统上反复烧写程序。
5、EEPROM：用做存放VID/PID或固件，可通过跳线选择EEPROM容量，缺省配置24LC64（8K）。完整的在系统下载方案，通过控制面板下载64K bytes的程序到开发系统运行。
6、总线或外部供电可选。所有GPIF和SLAVE相关引脚连接到FPGA并有40PIN的外扩插座
7、丰富的FPGA资源，Altera公司CycloneII系列，EP2C8Q208C8 FPGA。
8、EPCS4串行FPGA配置芯片，容量是EPCS1的4倍以上，完全满足复杂的设计要求。
9、FPGA外扩256K×16bit SRAM，型号为IS61LV25616－10T，10ns完成一次操作，实现大容量快速数据采集系统。
10、丰富的实验例子，包括批量传输，中断传输，控制传输，FX2传输速度测试，IO端口控制，GPIF试验，SLAVE FIFO试验，USB转串口试验，串口转USB试验，BulK传输试验等
11、完整的数据采集工程源代码，包括上位机采集程序源代码、USB驱动程序源代码、USB固件源代码、FPGA SLAVE FIFO接口Verilog HDL源代码，这个工程源代码可以让你更快地实现数据采集系统。12、支持GPIF和SLAVE FIFO传输方式，支持8位/16位总线方式，实现端点FIFO和外设无缝连接
三、配置芯片
USB芯片：CY7C68013A-100AXC
FGPA芯片：EP2C8Q208C8
SRAM芯片：IS61LV25616AL-10T
FPGA配置芯片：EPCS4
串口收发芯片：MAX3232ESE
EEPROM芯片： 24LC64
3.3V LDO:LM1085-3.3
1.2V LDO：LM1117-1.2
三、BOM of Board
元件类型 | Description | Designator |
Header 3 | Header, 3-Pin，电压输入+ 5V | +5V IN |
22pF | Capacitor | C1, C2 |
22uF | 钽电容3216封装 | C16, C17, C21 |
USB_B USB方型座 | USB方型座，USB连接，同时提供板子工作电源 | J1 |
串口DB9母头 | Receptacle Assembly, 9 Position, Right Angle | J2 |
10uH | 电感 | L4, L5 |
2N3906 | PNP General Purpose Amplifier SOT-23封装 | Q1 |
2K2 | 电阻 | R1, R2 |
100K | Resistor | R7, R9, R11 |
330 | Resistor | R14 |
5K6 | Resistor | R31 |
EP2C8Q208C8 | Cyclone II Family, 1.2V FPGA, 138 I/O Pins, 2 PLLs, 208-Pin PQFP, Speed Grade 8, Commercial Grade | U1 |
CY7C68013A-100AXC | EZ-USB FX2LP USB Microcontroller Ideal for Non-Battery Powered Applications,16K RAM, 40 I/Os, 100-Pin TQFP, Pb-Free, Commercial Grade | U2 |
EPCS4SI8 | EPCS4 Series, In-system programmable 3.3V serial configuration device, 8-Pin SOIC, 4-Megabit, Industrial Grade | U3 |
ASM1085CT-3.3 | Three-Terminal Adjustable Output Positive Voltage Regulator | U4 |
50MHZ | 贴片有源晶振50MHZ(5X7MM) | U5, U7 |
ASM1117-1.2 | Three-Terminal Adjustable Output Positive Voltage Regulator | U6 |
24LC64 | EEPROM | U8 |
MAX3232CSE | NSO16 | U9 |
IS61LV25616-10T | IS61LV25616-10T 10ns Speed | U10 |
24MHZ | Crystal Oscillator直插无源晶振 | Y1 |
1.FPGA开发工具软件；
2.USB芯片开发工具；
3.KEIL C开发工具；
更详细的软件工具请看板卡配带的DVD光盘。
五、windows xp下快速安装使用指南
1. ConnectUSB+FPGAto one free USB2.0 port with shipped USB2.0 compliant cable.
2. InstallEZ-USB_devtools_version_261700.exe program.
3. Follow device install ward,
六、硬件
1.硬件原理框图
Altera公司CycloneII系列，EP2C8Q208C8 FPGA：
更详细的资料请看ALTERA官方网站：
电源：
USB FPGA板卡可设置成外接+5V供电和USB总线供电两种方式，默认方式下设置成USB总线供电。由跳线SELECT选择。如果使用外接供电，请拔去SELECT跳线帽。如果只有USB FPGA板卡工作的话，计算机的USB口能够提供足够的电流，如果外接其它板卡，建议使用外接电源模式。
FPGA管脚连接：
所有的FPGA VCC-IO管脚已经连接到3.3V电压上，请勿将5V电压连接FPGA上。如果需要，请用电平转换芯片，否则FPGA可能会导致损坏。
!务必将电压限制在[-0.5V….+3.8V]
扩展端口：
FPGA的扩展端口接插件T4在FPGA上的管脚编号已经在板子上标出，在此不再描述。实际编程的时候可以参照上述编号进行。
FPGA时钟和复位以及IFCLK连接：
FPGA时钟信号CLK0,CLK1,CLK2,CLK3由50MHZ有源时钟输入。CLK5,CLK6,CLK7已经扩展到T5外接端口上，可外接输入时钟，用户或者可以自行焊接U7有源时钟芯片。
S3按键为FPGA的复位键。键按下后FPGA的内部所以寄存器全部复位到初始状态。
CY7C68013A芯片的IFCLK管脚连接到FPGA的12脚。
JTAG和AS接口：
FPGA可以通过JTAG和AS两种方式配置程序。分别是板上P5和P4。连接编程器时请注意第一管脚的位置。
AS连接原理图：
SRAM与FPGA连接管脚：
USB FPGA板卡连接了一片SRAM IS61LV25616AL-10T 芯片。芯片管脚如下图所示：
SRAM与FPGA连接的信号管脚如下表所示：
SRAM管脚信号名称 | FPGA管脚编号 |
A9 | 13 |
A8 | 14 |
A7 | 15 |
A6 | 30 |
A5 | 31 |
WE | 33 |
D7 | 34 |
D6 | 35 |
D5 | 37 |
D4 | 39 |
