USB2.0控制器CY7C68013特点与应用
容见参考文献[1]第7章。FX2能自动检测高速主机，并切换到高速模式下。
1.5传输性能分析
以USB硬盘为例分析USB2.0的高速传输性能。图1为USB2.0与硬盘接口的带宽分析。
每分转速7200带有2MB缓存的ATA100硬盘，接口数据传输速率可达100MB/s，可持续的有效传输速率只有39MB/s。
USB2.0在每个上微帧中最大可传输13个块传输包，而每个微帧长固定为125μs，所以其最大传输速率为：512×13×8×1000=53MB/s。
2EX-USBFX2的主要特点
2.1芯片结构
EZ-USBFX2芯片包括1个8051处理器、1个串行接口引擎（SIE）、1个USB收发器、8.5KB片上RAM、4KBFIFO存储器以及1个通用可编程接口（GPIF），如图2所示。FX2是一个全面集成的解决方案，它占用更少的电路板空间，并缩短开发时间。
EZ-USBFX2拥有1个独特的架构，其中包括1个智能串行接口引擎（SIE）。它执行所有基本的USB功能，将嵌入式MCU解放出来以用于实现专用的功能，并保证其持续的高性能的传输速率。FX2还包括2个通用可编程接口（GPIF），允许它“无胶粘接”，即可与任何ASIC或DSP进行连接，并且它还支持所有通用总线标准，包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA。EZ-USBFX2完全适用于USB2.0，并向下兼容USB1.1。
FX2有3种封装形式：56脚SOPP、100脚的TQFF（薄形四方扁平封装）、128脚的TQFP。引脚数的区别在于输入、输出引脚数的不同，以针对不同的应用要求。
2.2结构特点
当大部分USB1.1器件都需要微控制器参与数据从端点FIFOs到应用环境转移，如图3所示。显然，微控制器本身的工作频率在相当程度上限制了带宽的进一步提高。虽然在12Mb/s的全速模式下，这种限制并不明显，但当速度提升至480Mb/s时，在成本严格控制下微控制器就必然成为整个系统的带宽并颈。
EZ-USBFX2提供了一种独持架构，使USB接口和应用环境直接共享FIFO，而微控制器可不参与数据传输但允许以FIFO或RAM的方式访问这些共享FIFO，如图4所示。这种被称之为“量子FIFO”（QuantumFIFO）的处理架构，较好地解决了USB高速模式的带宽问题。
具体来说，如图5所示，USB执行OUT传输，将EP2端点设成512字节重FIFO（如2.3小节所述）。在USB端和外部接口端都并不知道有四重FIFO。看来，USB端只要有1个FIFO为“半满”，就可以继续发送数据。当胶操作的FIFO写“满”时，FX2自动将其转换到外部接口端，排除等候读取；并将USB接口队列中下一个为“空”的FIFO转移到USB接口上，供其继续写数据。外部接口端与此类似，只要1有个FIFO为“半满”，就可以继续读取数据。当前操作的FIFO读“空”时，FX2自动将其转换到USB接口端，排除等候写入；并将外部接口队列中下一个为“满”的FIFO转移到外部接口上，供其继续读取数据。
2.3端点缓存
USB协议定义了端点作为数据的接收器和发送器。主机发送4个bit的地址和1个bit的方向来选择端点，因此USB最多可有32个端点定义：IN0～IN15和OUT0～OUT15。
FX2定义了7个端点，在高速模式下的端点缓存结构如图6所示。EP0IN&OUT、EP1IN、EP1OUT是64byte的端点缓存。EP0是默认的控制传输端点，既是IN端点也是OUT端点。EP1IN、EP1OUT支持块、中断和同步传输。EP0、EP1IN和EP1OUT只能由FX2的固件访问；而EP2、4、6和8无需固件干涉即可同片外互传高速数据。
FX2端点配置方式非常灵活。EP2、4、6和8是大容量高带宽的数据传输端点，可设为IN或OUT端点的一种，能配置成多种形式以适应带宽需要。在图6中，每一列代表1种配置方式。带阴影的方框可包括2、3、4个512或1024字节的缓存，分别表示端点可配置成双重、三重和四重缓存。双缓存是指USB可以读或写1个数据包，而另一个数据包（同一个端点内另一个缓冲存储器中的）可供外部接口操作；三重缓存加了第3个数据包存储器可供USB和外部接口需要的一方使用；四重缓存增加了第4个数据包存储器。多缓存的结构以在读写双方速度相似时有效地改善带宽，平滑带宽抖动，减少双方的互 《USB2.0控制器CY7C68013特点与应用(第2页)》
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1.5传输性能分析
以USB硬盘为例分析USB2.0的高速传输性能。图1为USB2.0与硬盘接口的带宽分析。
每分转速7200带有2MB缓存的ATA100硬盘，接口数据传输速率可达100MB/s，可持续的有效传输速率只有39MB/s。
USB2.0在每个上微帧中最大可传输13个块传输包，而每个微帧长固定为125μs，所以其最大传输速率为：512×13×8×1000=53MB/s。
2EX-USBFX2的主要特点
2.1芯片结构
EZ-USBFX2芯片包括1个8051处理器、1个串行接口引擎（SIE）、1个USB收发器、8.5KB片上RAM、4KBFIFO存储器以及1个通用可编程接口（GPIF），如图2所示。FX2是一个全面集成的解决方案，它占用更少的电路板空间，并缩短开发时间。
EZ-USBFX2拥有1个独特的架构，其中包括1个智能串行接口引擎（SIE）。它执行所有基本的USB功能，将嵌入式MCU解放出来以用于实现专用的功能，并保证其持续的高性能的传输速率。FX2还包括2个通用可编程接口（GPIF），允许它“无胶粘接”，即可与任何ASIC或DSP进行连接，并且它还支持所有通用总线标准，包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA。EZ-USBFX2完全适用于USB2.0，并向下兼容USB1.1。
FX2有3种封装形式：56脚SOPP、100脚的TQFF（薄形四方扁平封装）、128脚的TQFP。引脚数的区别在于输入、输出引脚数的不同，以针对不同的应用要求。
2.2结构特点
当大部分USB1.1器件都需要微控制器参与数据从端点FIFOs到应用环境转移，如图3所示。显然，微控制器本身的工作频率在相当程度上限制了带宽的进一步提高。虽然在12Mb/s的全速模式下，这种限制并不明显，但当速度提升至480Mb/s时，在成本严格控制下微控制器就必然成为整个系统的带宽并颈。
EZ-USBFX2提供了一种独持架构，使USB接口和应用环境直接共享FIFO，而微控制器可不参与数据传输但允许以FIFO或RAM的方式访问这些共享FIFO，如图4所示。这种被称之为“量子FIFO”（QuantumFIFO）的处理架构，较好地解决了USB高速模式的带宽问题。
具体来说，如图5所示，USB执行OUT传输，将EP2端点设成512字节重FIFO（如2.3小节所述）。在USB端和外部接口端都并不知道有四重FIFO。看来，USB端只要有1个FIFO为“半满”，就可以继续发送数据。当胶操作的FIFO写“满”时，FX2自动将其转换到外部接口端，排除等候读取；并将USB接口队列中下一个为“空”的FIFO转移到USB接口上，供其继续写数据。外部接口端与此类似，只要1有个FIFO为“半满”，就可以继续读取数据。当前操作的FIFO读“空”时，FX2自动将其转换到USB接口端，排除等候写入；并将外部接口队列中下一个为“满”的FIFO转移到外部接口上，供其继续读取数据。
2.3端点缓存
USB协议定义了端点作为数据的接收器和发送器。主机发送4个bit的地址和1个bit的方向来选择端点，因此USB最多可有32个端点定义：IN0～IN15和OUT0～OUT15。
FX2定义了7个端点，在高速模式下的端点缓存结构如图6所示。EP0IN&OUT、EP1IN、EP1OUT是64byte的端点缓存。EP0是默认的控制传输端点，既是IN端点也是OUT端点。EP1IN、EP1OUT支持块、中断和同步传输。EP0、EP1IN和EP1OUT只能由FX2的固件访问；而EP2、4、6和8无需固件干涉即可同片外互传高速数据。
FX2端点配置方式非常灵活。EP2、4、6和8是大容量高带宽的数据传输端点，可设为IN或OUT端点的一种，能配置成多种形式以适应带宽需要。在图6中，每一列代表1种配置方式。带阴影的方框可包括2、3、4个512或1024字节的缓存，分别表示端点可配置成双重、三重和四重缓存。双缓存是指USB可以读或写1个数据包，而另一个数据包（同一个端点内另一个缓冲存储器中的）可供外部接口操作；三重缓存加了第3个数据包存储器可供USB和外部接口需要的一方使用；四重缓存增加了第4个数据包存储器。多缓存的结构以在读写双方速度相似时有效地改善带宽，平滑带宽抖动，减少双方的互 《USB2.0控制器CY7C68013特点与应用(第2页)》
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