基于Blackfin ADSP-BF533開發(fā)板USB芯片F(xiàn)T245BL驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)

　0 引 言
　　μClinux是針對(duì)嵌入式控制領(lǐng)域的操作系統(tǒng)，它繼承了Linux內(nèi)核的絕大部分特性，專為沒有內(nèi)存管理單元MMU的嵌入式微處理器而設(shè)計(jì)。它內(nèi)核小，效率高，源代碼開放，包含了完整的TCP／IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ADSP-BF533是ADI公司Blackfin系列的高速數(shù)字信號(hào)處理器芯片。Blackfin系列是ADI與Intel聯(lián)合開發(fā)的體現(xiàn)高性能體系結(jié)構(gòu)的首款第四代DSP產(chǎn)品，16位定點(diǎn)DSP內(nèi)核，新型指令結(jié)構(gòu)，支持C／C++編程，主頻達(dá)600 MHz，內(nèi)核電壓1．2 V，具有動(dòng)態(tài)電源管理能力，功耗低，擴(kuò)展能力強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用于各種信號(hào)處理。
　　這里使用基于Blackfin ADSP-BF533微處理器的μClinux開發(fā)板，在對(duì)外通信時(shí)需用到USB接口。結(jié)合實(shí)際情況，選擇FTDI公司推出的USB芯片FT245BL。主要介紹USB芯片F(xiàn)T245BL的工作原理和電路設(shè)計(jì)，以及如何在μClinux操作系統(tǒng)下編寫和添加其驅(qū)動(dòng)程序的方法。
　　1 FT245BL工作原理與電路設(shè)計(jì)
　　傳統(tǒng)USB芯片要求設(shè)計(jì)人員對(duì)USB的標(biāo)準(zhǔn)、Firmware編程及驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)等有較深入的理解，工作量大，開發(fā)周期長，需要經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)者才能完成；而FTDI（Future Technology Devices Intl.Ltd．）公司推出的USB芯片F(xiàn)T245BL集成了微控制器，并且把實(shí)現(xiàn)USB通信協(xié)議的固件程序直接固化在芯片中，同時(shí)提供了PC端的沒備驅(qū)動(dòng)程序，用戶只需進(jìn)行必要的硬件設(shè)計(jì)和簡單的軟件編程，所以大大降低了開發(fā)難度。
　　1．1 功能結(jié)構(gòu)
　　FT245BL是FTDI公司的一款并行FIFO雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)腢SB芯片，對(duì)于微處理器它提供8位并行數(shù)據(jù)總線D0～D7，對(duì)于外部主機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)串行總線或虛擬接口，其數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)1 MB／s，提供USBl．1／2．O規(guī)范的全速物理接口，支持UHCI／OHCI／EHCI主控制器。
　　FT245BL芯片的內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖如圖1所示，芯片主要由3．3 V穩(wěn)壓器、USB收發(fā)器、串行接口引擎（SIE）、USB協(xié)議引擎和先進(jìn)先出（FIFO）控制器、6 MHz振蕩器、8×倍頻器、USB鎖相環(huán)、復(fù)位器、E。PROM接口等構(gòu)成。其內(nèi)部設(shè)置了2個(gè)FIFO數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一個(gè)是128 B的接收緩沖區(qū)；一個(gè)是384 B的發(fā)送緩沖區(qū)。串行接口引擎用來完成USB數(shù)據(jù)的串／并雙向轉(zhuǎn)換；USB協(xié)議引擎用于管理來自USB設(shè)備控制端口的數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)USB主機(jī)控制器需要的USB底層協(xié)議。
　　1．2 工作原理
　　DSP與FT245BL接口框圖如圖2所示。主板CPLD用AMS［0：3］和高5位地址線（A19～A15）進(jìn)行譯碼；FT245BL的TXE和RXF信號(hào)在查詢地址有效時(shí)，通過DSP讀取其狀態(tài)，判斷是否發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)；TXE用于判斷發(fā)送FIFO是否滿，0為不滿，1為滿，當(dāng)TXE為0時(shí)，外部DSP向發(fā)送FIFO緩沖區(qū)寫數(shù)據(jù)，直到發(fā)送數(shù)據(jù)全部寫入；RXF用于判斷接收FIFO是否有數(shù)據(jù)，只要數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)≥1，RXF就為低，通知DSP可以讀取數(shù)據(jù)。FT245BL的RD和WR信號(hào)在讀寫地址有效時(shí)，分別與DSP的ARE和AWE相連，DSP可以讀取接收數(shù)據(jù)和寫入發(fā)送數(shù)據(jù)。
　　
　　
　　1．3 電路設(shè)計(jì)
　　FT245BL芯片使用主板上的3．3 V和5 V電源供電，主板對(duì)外作為一個(gè)USB設(shè)備。USB總線的電源線連接在芯片的復(fù)位引腳RESET上，這樣保證了USB芯片平時(shí)處于復(fù)位狀態(tài)。
　　當(dāng)USB總線連接到主機(jī)時(shí)，電源線變高，RESET變高，最終導(dǎo)致RSTOUT變高，由于USBDP引腳配置了一個(gè)1．5 kΩ的上拉電阻連到RSTOUT引腳，使得芯片以全速狀態(tài)連接到主機(jī)。FIFO控制器接口包括8位數(shù)據(jù)線D7～D0、讀RD、寫WR、發(fā)送使能TXE、接收完畢RXF的5個(gè)信號(hào)。由于FT245BL芯片沒有片選線，所以信號(hào)都是經(jīng)過主板CPLD內(nèi)部的譯碼電路處理后才連接的。DSP采用中斷機(jī)制讀取FIFO的數(shù)據(jù)，所以將RXF連接DSP的可編程端口（PF3），用以產(chǎn)生中斷。