FPGA和USB3.0通信-硬件的测试
FPGA和USB3.0通信-硬件的测试
本次演示用的是USB3.0芯片-CYPRESS CYUSB3014（下称 FX3），该芯片是标准的USB3.0 PHY，可以大大简化使用USB通信时FPGA的设计，主需要使用状态机进行FIFO的读写控制即可，同时该芯片还具有ARM核+I2S、I2C、SPI、UART等接口，大大增加了该芯片的使用范围。
硬件测试
经过前面几期的介绍，我们基本了解及准备好所需要的环境，接下来我们就需要在应用之前先测试一下我们的硬件，主要包括：loopback传输测试、数据吞吐量测试、Streamer功能测试。
1、识别USB3.0接口（驱动安装）
将FX3 USB口插上电脑后，可以在设备管理器中看到一个未识别到的设备：
右击，更新驱动程序：
驱动所在位置和自己安装路径有关，我使用的是默认安装位置，所以驱动位置在:
❝C:\Program Files (x86)\Cypress\EZ-USB FX3 SDK\1.3\driver\bin\win8\x64.❞
上面路径和自己安装路径和所使用的平台有关，具体需要自己去选择（Win7选择win7文件夹下，win8和win10选择win8文件夹下）。
安装完驱动后，惊叹号消失，出现如下列表中设备，可以记住他的VID/ID。
设备管理器的VID/PID
2、基于内部DMA的loopback传输测试
何为LoopBack，通俗点就是FX3接收到什么数据就发送什么数据（类似串口回环）。
在上诉过程中，FX3内部ARM核（ARM9）是不参与数据本身传输的，固件配置好后，内部通过DMA进行数据的搬运。
在上一节基础上测试FX3的硬件。
参考（《官方AN70983》）就可以完成本节实验，完全没必要看下面的内容（是不是说多了！）。
测试的历程都是由SDK提供的历程。
编译固件
本节测试固件代码来源：
❝C:\Program Files (x86)\Cypress\EZ-USB FX3 SDK\1.3\firmware\basic_examples\cyfxbulklpautoenum❞
PS:还是根据自己安装 目录选择。
COPY到一个不含中文路劲及空格的文件夹下。
在开始菜单内选择Cypress-->Eclipse-->EZ USB Suite：
打开后如下图所示：
空白处右击：
点击：
❝General > Existing Projects into Workspace and click Next❞
然后，点击Browse
选择刚刚COPY的文件夹：
会识别到工程，然后Finish。
在Project Explore下会出现新导入的工程，选中该工程并右击，弹出的菜单中选择Build Project对工程进行编译。
编译完会在Console下输出打印信息：Build Finish，证明编译完成。
此时在工程目录下会生成一个Debug的文件夹，文件夹下面就生成了我们需要的固件，如下：
接下来，根据自己的硬件选择从USB引导。
插上USB，就可以在设备管理器上看到FX3设备。
加载固件
接下来启动Control Center
❝开始 > 程序 >Cypress > Cypress USBSuite > Control Center❞
在左侧USB Control Center中单击Cypress USB BootLoader(表示对该设备进行操作)。
选择Program > FX3 > RAM。
其中RAM类似FPGA中JTAG调试，烧写到其他两种芯片需要看FX3芯片外围接口芯片是什么，根据需求选择，我们目前还是在调试，所以选择烧写到RAM中。
选择在上一节基础上生成的固件（Debug文件夹下）：
在上面操作没问题的情况 下：工作窗口中原先的Cypress USB BootLoader就编程了我们下载固件的名字（Cypress USB BulkLoopExample）。
LoopBack硬件测试
在上一节基础上，单击打开Cypress USB BulkLoopExample。选中Bulk out endpoint(0x01)选项，在Data Transfers-->Data to send(Hex)中输入要发送给FX3的数据。单击Transfer Data-OUT发送数据。
在下图中的信息串口就会出现刚刚发送的内容及Bulk out Transfers completed的提示，证明传输已经完成。
接下来，单击Bulk in endpoint(0x81)选项，然后单击Data Transfers-->Data-IN按钮。
在下图中的信息串口就会出现刚刚发送的内容及Bulk IN Transfers completed的提示，证明传输已经完成。
接下来进行批量LoopBack测试。
在上一节基础上，打开Ｂｕｌｋ Ｌｏｏｐ。
点击Start 按钮运行一段时间后，可以对比Bytes transferred OUT好Bytes transferred IN后面的统计，看下LoopBack测试下有没有丢包。
3、FX3数据吞吐量测试
编译固件
本次使用的是SDK目录下：
❝C:\Program Files (x86)\Cypress\EZ-USB FX3 SDK\1.3\firmware\basic_examples\cyfxbulksrcsink❞
编译固件过程同上一节基本不变：
下载固件
下载固件也基本不变，选择的文件是刚刚编译出来的固件：
工作窗口中原先的Cypress USB BootLoader就编程了我们下载固件的名字（Cypress USB StreamerExample）。
Streamer硬件测试
开始菜单中打开Streamer。
进入软件后，会自动识别到FX3设备，按照下图中设置后，单击Start按钮后既可以进行Streamer测试。
实际的结果差异主要和一下几个部分有关：PC、USB3.0线缆、PCB走线。
3、固件固化
上面下载的固件是下载到RAM中的，一断电后固件就会丢失，这种在实际应用中是不可取的。
FX3为了方便用户使用，提供两种固件固化方式：SPI FLASH和EEPROM。启动方式可以通过下面方式进行选择。
实际使用过程中SPI FLASH是比较常用的方式，设计的FLASH电路如下所示：
固化方式同上面RAM下载方式相同，下图中选择自己配置的外围器件后，等待下载完成即可。
PS：下载到外围器件后需要选择对应的启动方式后断电重启。
腾讯云开发者
