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基于CYPRESS的USB3.0总线技术的开发应用(2)
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yuyang911220
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yuyang911220
发表于 2015-7-28 21:54
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基于CYPRESS的USB3.0总线技术的开发应用(2)
计算机
,
技术
,
开发
图5、图6分别为同步写入和读出数据的时序图。由于读写最大包为1024字节,所以实际每一包传输需要256个周期。图中的输入/出DQ数据为测试数据模块和PC机产生的测试数据,RX即UART_RX信号。
3.3.2 测试数据模块
当计算机向FPGA发出读命令时,FPGA产生测试数据。32位数据,高16位为0,低16位循环计数,发送一个周期后,自动清零。
批量(bulk)传输时的最大包大小为1024字节,因此测试数据在0~255之间循环变化。
产生测试数据后,数据传输流程为DATA->
DDR2->FIFO->CYUSB3014->PC机,实现了将测试数据上传到PC机的功能。
3.3.3 DDR2接口模块
该部分直接负责外围DDR2接口,利用FPGA的DDRII SDRAM IP核实现,按照DDR2芯片MT47H64M16HR来设定控制器的时序参数,控制器根据这些参数值生成满足MT47H64M16HR时序的接口,再由DDR2模块进行读写控制。
4.测试结果及分析
4.1 写入数据测试
当应用程序向USB发出写命令时,FPGA产生测试数据并传给FX3以便上传给PC机。
采集1000MB的数据进行记录,以便在MATLAB中进行分析。
CYPRESS官方开发包中自带了streamer软件进行速度测试。在Endpoint选项中选择Bulk in endpoint端点(Bulk Out对应的是PC机向FPGA写数据)。由于批量传输时的最大包为1024字节,因此需要将Packets perXfer设置为256或以下,Xfers to Queue置为4.不同的USB3.0控制器,速度的测试结果会有所不同。如图7所示是在64位WIN7系统下的测试及分析结果。如图7(a)中所示,经过一段时间的速度测试,23704个成功包,0失败,往P C中写入数据的速度能够达到178800KB/S,即1.43Gbps.为了验证数据的正确性,在MATLAB中对采集的8.0Gb数据进行分析。由于测试数据是0~255之间循环变化,因此可以根据每一包数据的数据差是否为1来判断数据的正确性,当不为1时报错。
如图7(b)所示,读取的数据是正确的,没有发生丢数或错数的情况。
4.2 读出数据测试
类似的,当应用程序向USB发出读命令时,同时会产生一组有规律的测试数据,并传送给CYUSB3014,FPGA直接读取数据。如下图8(a)所示是读入速度测试结果,18252个成功包,0失败,往USB中写入数据的速度能够达到179000KB/S,即1.432Gbps.在FPGA中记录下随机采集的32k数据并进行分析,同样的可以根据数据间的差来判断数据的正确性,如图8(b)所示,写入的数据时正确的,没有发生丢数错数的情况。
5.结束语
本文在FPGA和CYUSB3014的基础上,对USB3.0进行了开发应用。鉴于本文的系统架构,虽然测试数据都是FPGA内部产生,但是对于实际使用高采样率AD的数据采集系统具有很大的借鉴意义。
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