THIẾT KẾ GIAO DIỆN USB (PC) SỬ DỤNG CHIP FT245BM
3.3Sơ đồ khối.
Chip FT245BM bao gồm các khối chức năng chính sau :
Chức năng cụ thể của các khối:
• 3.3V LDO Regulator: Khối 3.3V LDO Regulator cấp điện áp 3.3V để điều khiển bộ đệm ra của khối thu phát USB. Nó yêu cấu phải có một tụ điện ở ngoài được gắn với chân ra 3.3V OUT của bộ điều chỉnh. Nó cũng có tác dụng cấp nguồn 3.3 V cho chân RSTOUT#. Nhiệm vụ chính của khối này là cấp nguồn cho bộ thu phát USB (USB Transceiver) và khối Reset Generator, ngoài ra nó còn có thể cấp nguồn cho một số mạch ngoài. Tuy nhiên có một số mạch ngoài yêu cầu 3.3V với dòng điện không vượt quá 5mA tại chân 3.3V OUT.
• Bộ thu phát USB (USB Transceiver): Khối USB Transceiver cho phép USB 1.1/USB 2.0 tương thích về mặt tốc độ vật lý cao nhất đối với cáp USB.
Bộ điều khiển ra cấp mức 3.3V cho điều khiển tín hiệu tốc độ chậm, khi mà một bộ thu vi sai và 2 đường dây đơn bộ thu cung cấp dữ liệu USB vào, SEO và điều kiện Reset USB được nhận biết.
• USB DPLL: Khối này khoá đối với dữ liệu USB NRZI tới, cấp mạch đồng hồ xung nhịp riêng và tín hiệu dữ liệu tới khối SIE.
• Bộ tạo dao động 6Mhz: Khối tạo dao động 6Mhz cấp xung đồng bộ 6Mhz tới đầu vào của bộ X8 Clock Multiplier.
• X8 Clock Multiplier: Lấy xung nhịp 6Mhz từ khối tạo dao động 6Mhz và cấp dao động 12Mhz cho SIE, USB Protocol Engine và khối điều khiển FIFO. Nó cũng cung cấp cho khối USB DPLL dao động 48Mhz.
• Serial Interface Engine (SIE): biến đổi dữ liệu USB từ nối tiếp thành song song và ngược lại. Tương ứng với cấu trúc kĩ thuật của USB 1.1, nó cho phép nén hoặc không nén bit và phát CRC5/CRC16 (mã kiểm tra quay vòng dư) để kiểm tra luồng dữ liệu USB.
• USB Protocol Engine: quản lý luồng dữ liệu từ thiết bị USB nhờ điều khiển điểm cuối. Nó sử dụng giao thức USB ở mức thấp, yêu cầu được phát ra bởi mạch điều khiển USB chủ và nhờ các lệnh để điều khiển các tham số chức năng FIFO.
• Bộ đệm thu FIFO (128 byte): dữ liệu gửi từ chủ USB tới FIFO qua điểm cuối của dữ liệu ra USB, nó được lưu vào trong bộ đệm thu FIFO và được đưa ra khỏi bộ đệm bằng cách đọc nội dung FIFO sử dụng chân RD#.
• Bộ đệm phát FIFO(384 byte) : Dữ liệu ghi vào FIFO sử dụng chân WR# được lưu vào trong bộ đệm phát FIFO . Thiết bị chủ USB chuyển dữ liệu khỏi dữ liệu phát FIFO bằng cách gửi một yêu cầu USB về dữ liệu từ khối dữ liệu thiết bị ở điểm cuối.
• Bộ điều khiển FIFO: bộ điều khiển FIFO điều khiển quá trình truyền dữ liệu giữa các chân giao diện FIFO mở rộng và bộ đệm thu phát FIFO.
• Reset Generator: khối này cung cấp một khả năng reset ổn định tới mạch trong của thiết bị khi đang hoạt động. Với chân RESET đưa vào và chân ra RSTOUT# cho phép nhiều thiết bị có thể Reset FT245BM hoặc FT245BM reset các thiết bị khác theo thứ tự định sẵn. Khi Reset, RSTOUT# ở trở kháng cao nếu không thì nó điều khiển ra tại 3.3V được cấp bởi bộ điều chỉnh trên bảng mạch. RSTOUT# có thể được sử dụng để Reset các thiết bị khác. RSTOUT# sẽ ở trạng thái trở kháng cao trong khoảng 5ms khi Vcc vượt quá 3.5V và thiết bị tạo dao động đang hoạt động và chân RESET# đang ở mức cao. Chân RESET# có thể được đặt lên ở mức cao trừ khi nó là một yêu cầu để Reset lại thiết bị từ bên ngoài hay từ một nguồn reset ở bên ngoài.
• Giao diện EEPROM: Cho dù FT245BM không bắt buộc phải làm việc với EEPROM, nhưng một EEPROM bên ngoài 93C46(93C56, 93C66) có thể được sử dụng để điều chỉnh USB VID, PID, số Seri … của FT245BM. EEPROM cũng cần thiết cho những ứng dụng mà có nhiều FT245BM kết nối với 1 PC đơn nhờ các bộ điều khiển dựa vào một số Seri duy nhất cho mỗi thiết bị để gắn với một cổng COM ảo cho mỗi thiết bị riêng. Các tham số được điều khiển nhờ EEPROM bao gồm “Đánh thức từ xa” (Remote Wake Up), chế độ truyền đẳng thời (Isochronous Transfer mode), Soft Pull Down on Power-Off và chế độ nhận diện USB2.0. EEPROM có thể có cấu hình 16bit giống như MicroChip 93LC46B hay tương đương với tốc độ đồng hồ 1Mb/s tại điện áp Vcc = 4,4V tới 5,25V. Nếu không có EEPROM được gắn vào (hoặc EEPROM trắng) thì FT245BM sẽ sử dụng VID, PID,… ngầm định. Trong trường hợp thiết bị sẽ không có số seri giống như phần nhận diện USB.