Cypress FX3 中文资料.pdf

发布时间：2022-06-14 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.43M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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特性

应用

逻辑框图

功能概述

应用示例

USB 接口

OTG

OTG 连接

ReNumeration

EZ-Dtect

VBUS 过电压保护

VBUS 所用 OVP 器件的系统图

GPIF II

从器件 FIFO 接口

CPU

JTAG 接口

其他接口

UART 接口

I2C 接口

I2S 接口

SPI 接口

引导选项

复位

硬复位

软复位

时钟

32-kHz 看门狗定时器时钟输入

功耗

功耗模式

不同的低功耗模式请参见表 6。

配置选项

数字 I/O

通用 I/O

系统电平 ESD

绝对最大额定值

运行条件

交流电时序参数

GPIF II 时序

从器件 FIFO 接口

同步从器件 FIFO 时序

同步从器件 FIFO 序列说明

同步从器件 FIFO 写序列说明

异步从器件 FIFO 读序列说明

异步从器件 FIFO 写序列说明

串行外设时序

I2C 时序

I2S 时序图

SPI 时序规范

复位序列

脚映射图

引脚说明

封装图

订购信息

订购代码定义

缩略语

文档规范

测量单位

文档修订记录页

销售、解决方案和法律信息

全球销售和设计支持

产品

PSoC 解决方案

特性 n 通用串行总线 (USB) 集成 p 符合 USB 3.0 规范 1.0 版的 USB 3.0 和 USB 2.0 外设 p 符合 PIPE 3.0 的 5-Gbps USB 3.0 PHY p 符合移动 (OTG) 补充标准 2.0 版的高速移动 (HS-OTG) 主机和外设 p 32 个物理端点 p 支持电池充电规范 1.1 版和辅助充电器适配器 (ACA) 检测 n 通用可编程接口 (GPIF ™ II) p 可编程的 100-MHz GPIF II 接口能连接多种类型外部器件 p 8/16/32 位数据总线 p 多达 16 种可配置的控制信号 n 无障碍访问 32 位 CPU p 运行频率为 200 MHz 的 ARM926EJ 内核 p 512 KB 嵌入式 SRAM n 还可连接下列外设 p 频率为 1 MHz 的 I2C 主控制器 p 采样频率为 32 kHz、44.1 kHz、48 kHz 的 I2S 主控（仅发射器） p 支持高达 4 Mbps 的 UART p 33 MHz 的 SPI 主控 n 多种时钟输入频率可供选择 p 19.2、26、38.4 和 52 MHz p 支持 19.2 MHz 晶振输入 CYUSB3014 n 内核断电模式下功耗超低 p 开启 VBATT 时低于 60 µA，关闭 VBATT 时低于 20 µA n 内核和 I/O 各有独立电域 p 内核工作电压为 1.2 V p I2S、UART 和 SPI 的工作电压为 1.8 至 3.3 V p I2C 工作电压为 1.2 V n 10 × 10 mm，0.8 mm 间距无铅球栅阵列 (BGA) 封装 n EZ-USB® 软件和 DVK，可轻松进行代码开发应用 n 数字视频摄录机 n 数字照相机 n 打印机 n 扫描仪 n 视频采集卡 n 测试和测量设备 n 监控摄像机 n 个人导航设备 n 医疗成像设备 n 视频 IP 电话 n 便携式媒体播放器 n 工业摄像头逻辑框图 # T S R T I D T S M T K C T O D T FSLC[0] FSLC[1] FSLC[2] CLKIN CLKIN_32 XTALIN XTALOUT DATA[31:0] CTL[12:0] PMODE[2:0] INT# RESET # JTAG ARM926EJ-S Embedded SRAm (512kB) GPIF™ II 32 EPs I2C UART SPI I2S X T X R S T C S T R N S S K C S L C S _ C 2 I A D S _ C 2 I O S M I I S O M K L C _ S 2 I D S _ S 2 I S W _ S 2 I K L C S M _ S 2 I HS/FS/LS OTG Host SS Peripheral HS/FS Peripheral EZ-Dtect™ E C A F R E T N I B S U OTG_ID SSRX - SSRX + SSTX - SSTX + D+ D- Document Number 001-79276 Rev. ** Page 1 of 37

目录功能概述........................................... 3 应用示例........................................ 3 USB 接口........................................... 4 OTG............................................. 4 ReNumeration.................................... 5 EZ-Dtect........................................ 5 VBUS 过电压保护................................. 5 Carkit UART 模式................................ 5 GPIF II............................................ 6 CPU................................................ 6 JTAG 接口.......................................... 7 其他接口........................................... 7 UART 接口....................................... 7 I2C 接口........................................ 7 I2S 接口........................................ 7 SPI 接口........................................ 7 引导选项........................................... 7 复位............................................... 8 硬复位.......................................... 8 软复位.......................................... 8 时钟............................................... 8 32-kHz 看门狗定时器时钟输入..................... 8 功耗............................................... 9 功耗模式........................................ 9 配置选项.......................................... 12 数字 I/O.......................................... 12 通用 I/O.......................................... 12 系统电平 ESD...................................... 12 CYUSB3014 绝对最大额定值.................................... 13 运行条件.......................................... 13 交流电时序参数.................................... 15 GPIF II 时序 .................................. 15 从器件 FIFO 接口 .............................. 18 同步从器件 FIFO 序列说明 ...................... 19 同步从器件 FIFO 写序列说明 ...................................... 21 异步从器件 FIFO 读序列说明....................................... 22 异步从器件 FIFO 写序列说明 ...................................... 24 串行外设时序 .................................. 25 复位序列.......................................... 29 引脚说明.......................................... 31 封装图............................................ 34 订购信息.......................................... 34 订购代码定义 .................................. 34 缩略语............................................ 35 文档规范.......................................... 35 测量单位 ...................................... 35 文档修订记录页.................................... 36 销售、解决方案和法律信息.......................... 37 全球销售和设计支持 ............................ 37 产品 .......................................... 37 PSoC 解决方案 ................................. 37 Document Number 001-79276 Rev. ** Page 2 of 37

CYUSB3014 功能概述赛普拉斯 EZ-USB FX3 是新一代 USB 3.0 外设控制器，具有高度集成的灵活特性，可帮助开发人员为任何系统添加 USB 3.0 功能。 EZ-USB FX3 具有一个可进行完全配置的并行通用可编程接口 GPIF II，它可与任何处理器、ASIC 或 FPGA 连接。这个通用可编程接口 GPIF II 是赛普拉斯旗舰 USB 2.0 产品 FX2LP 中的 GPIF 的增强版本。它可轻松无缝地连接至多种常用接口，比如异步 SRAM、异步和同步地址数据复用式接口、并行 ATA 等等。 EZ-USB FX3 集成了 USB 3.0 和 USB 2.0 物理层 (PHY) 以及 32 位 ARM926EJ-S 微处理器，具有强大的数据处理能力，并可用于构建定制应用。本产品采用了一种巧妙的架构，使从 GPIF II 到 USB 接口的数据传输速度可达 320 MBps[1]。通过集成的 USB 2.0 OTG 控制器，可以实现需要双角色使用场合的应用。例如，EZ-USB FX3 可以作为 MSC 和 HID 级设备的 OTG 主机使用。 EZ-USB FX3 配有用于存储代码和数据的 512 KB 片上 SRAM。 EZ-USB FX3 还具有可连接至 UART、SPI、I2C 和 I2S 等串行外设的接口。 EZ-USB FX3 附带易用的 EZ-USB 工具，为快速应用开发提供完整的解决方案。软件开发工具包中附带应用示例，可缩短上市时间。 EZ-USB FX3 完全符合 USB 3.0 规范 1.0 版，并可向下兼容 USB 2.0。本设备还符合电池充电规范 v1.1 和 USB 2.0 OTG 规范 2.0 版。应用示例图 1 和图 2 为 EZ-USB FX3 的典型应用图。图 1 显示了 EZ-USB FX3 作为协处理器并连接到负责多种系统电平功能的外部处理器时的典型应用图。图 2 显示了 EZ-USB FX3 作为系统主处理器时的典型应用图。图 1. EZ-USB FX3 作为协处理器 CRYSTAL* POWER SUBSYSTEM I N L A T X T U O L A T X GPIF II EZ-USB FX3 (ARM9 Core) USB Port USB Host Serial Interfaces (example: I2C) External Processor (example: MCU/CPU/ASIC/ text FPGA) * A clock input may be provided on the CLKIN pin instead of a crystal input External Serial Peripheral (example: EEPROM) 注 1. 假定 GPIF II 已针对运行频率为 100 MHz 的 32 位数据总线同步接口进行配置。该数字还包含协议开销。 Document Number 001-79276 Rev. ** Page 3 of 37

CYUSB3014 图 2. EZ-USB FX3 作为主处理器 CRYSTAL* T U O L A T X I N L A T X EXTERNAL SLAVE DEVICE (Eg: IMAGE SENSOR) GPIF II EZ-USB FX3 (ARM9 Core) USB Port USB Host * A clock input may be provided on the CLKIN pin instead of a crystal input USB 接口 EZ-USB FX3 支持 USB 外设功能，符合 USB 3.0 规范 1.0 修订版，并可向下兼容 USB 2.0 规范。 EZ-USB FX3 符合移动补充规范 2.0 修订版。本产品支持高速、全速和低速 OTG 双角色器件功能。本产品作为外设时可实现超速、高速和全速功能，作为主机时可实现高速、全速和低速功能。 EZ-USB FX3 按照 CEA-936A 规范，在 USB D+/D- 行上支持 Carkit Pass-Through UART 功能。 EZ-USB FX3 可支持多达 16 个输入端点和 16 个输出端点。 EZ-USB FX3 完全支持 USB 3.0 的流特性。它还支持 USB 连接 SCSI (UAS) 器件类别，能优化海量存储性能。作为 USB 外设，EZ-USB FX3 支持 UAS、USB 视频类别 (UVC)、海量存储类别 (MSC) 和媒体传输协议 (MTP) 等 USB 外设类别。当完全由器件外部的主机处理器进行处理时，本产品作为 USB 外设仅以通过模式支持所有其他器件类别。作为 OTG 主机时，EZ-USB FX3 支持 MSC 和 HID 等器件类别。当 USB 端口未被占用时，可禁用 PHY 和收发器以降低功耗。 I2C EEPROM 图 3. USB 接口信号 EZ-USB FX3 VBATT VBUS OTG_ID SSRX- SSRX+ SSTX- SSTX+ D- D+ e c a f r e t n I B S U OTG EZ-USB FX3 符合 OTG 规范 2.0 修订版。在 OTG 模式下，EZ-USB FX3 支持 A 器件模式和 B 器件模式，并支持数据的控制传输、中断传输、批量传输和同步传输。在 OTG A 器件模式下，EZ-USB FX3 需要外部电荷泵（独立或 PMIC 集成）给 VBUS 供电。实现 OTG 主机的目标外设类别列表中包括 MSC 和 HID 类器件。 EZ-USB FX3 不支持连接检测协议 (ADP)。 Document Number 001-79276 Rev. ** Page 4 of 37

CYUSB3014 OTG 连接 VBUS 过电压保护在 OTG 模式下，EZ-USB FX3 可以配置为支持 A、B 或双角色器件。本产品可以连接至： n ACA 器件 n 目标 USB 外设 n 具有 SRP 功能的 USB 外设 n 具有 HNP 功能的 USB 外设 n OTG 主机 n 具有 HNP 功能的主机 n OTG 器件 ReNumeration 由于 EZ-USB FX3 为软配置，一个芯片可具有多个 USB 器件的特征。首次插入 USB 时，EZ-USB FX3 将自动枚举赛普拉斯供货商 ID (0x04B4)，并从 USB 接口下载固件和 USB 描述符。下载的固件可执行电力断开和电力连接。之后，EZ-USB FX3 会作为下载信息定义的器件再次进行枚举。该两步流程已获专利，称作 ReNumeration，在此器件插入时即时发生。 EZ-Dtect EZ-USB FX3 支持 USB 充电器和附件检测 (EZ-Dtect)。充电器检测机制符合电池充电规范 1.1 修订版。除支持该规范版本之外， EZ-USB FX3 还提供检验 ID 引脚电阻值的硬件支持。 EZ-USB FX3 VBUS 引脚的最大输入电压为 6V。在 VBUS 上，充电器的供电电压最高可达 9V，在这种情况下，有必要配备外部过电压保护 (OVP) 器件以保护 EZ-USB FX3 的 VBUS 免受损坏。图 4 为 VBUS 上连接的 OVP 器件系统应用图。如想了解 VBUS 和 VBATT 的工作范围，请参阅表 7 直流电规范。图 4. VBUS 所用 OVP 器件的系统图 POWER SUBSYSTEM Q D D V X R 3 U Q D D V X T 3 U 1 O V I 2 O V I 3 O V I 4 O V I Q D D V C 5 O V I D D V D D V A EZ-USB FX3 OVP device r o t c e n n o C B S U 1 2 3 4 5 6 7 8 9 GND VBUS OTG_ID SSRX- SSRX+ SSTX- SSTX+ D- D+ - t r o P B S U 以下为 EZ-USB FX3 可检测的电阻范围： VBUS 所用 OVP 器件的系统图 n 低于 10  n 低于 1 k n 65 k 至 72 k n 35 k 至 39 k n 99.96 k 至 104.4 k (102 k2%) n 119 k 至 132 k n 高于 220 k n 431.2 k 至 448.8 k (440 k2%) EZ-USB FX3 的充电器检测特性可检测专用壁式充电器、主机 / 集线器充电器以及主机 / 集线器。 USB 接口支持 Carkit UART 模式（D+/D- 上的 UART），实现非 USB 串行数据传输。本功能遵照 CEA-936A 规范。在 Carkit UART 模式下，输出信号电压为 3.3V。配置为 Carkit UART 模式时，UART 的 TXD （输出）将映射到 D- 行，UART 的 RXD （输入）将映射到 D+ 行。在 Carkit 模式下，EZ-USB FX3 将禁用 USB 收发器，而 D+ 和 D- 引脚将作为通过引脚连接至主机处理器的 UART 上。Carkit UART 信号可以路由至 GPIF II 接口，或路由至通用 I/O[48] 和通用 I/O[49]，如第 6 页的图 5 中所示。在该模式下，EZ-USB FX3 支持高达 9600 bps 的速率。 Document Number 001-79276 Rev. ** Page 5 of 37

CYUSB3014 图 5. Carkit UART Pass Through 框图 Carkit UART pass through interface on GPIF(TM)II interface. UART_TXD UART_RXD Carkit UART pass through interface on GPIOs GPIO[48] (UART_TX) GPIO[49] (UART_RX) Carkit UART Pass Through TXD RXD DP DM USB PHY l r t C X U M RXD (DP) TXD (DM) - t r o P B S U GPIF II EZ-USB FX3 具有高性能通用可编程接口 GPIF II。此接口能实现类似于 FX2LP 的 GPIF 和从器件 FIFO 接口的功能，但更为高级。 GPIF II 是一种可编程状态机，其所启用的灵活接口可用作工业标准或专用接口中的主控或从器件。并行和串行接口均可通过 GPIF II 实现。 GPIF II 的特性总结如下： n 可用作主控或从器件 n 提供 256 种固件可编程状态 n 支持 8 位、16 位和 32 位并行数据总线 n 接口频率可高达 100 MHz。 n 使用 32 位数据总线时支持 14 根可配置控制引脚。所有控制引脚可作为输入 / 输出或双向引脚。 n 使用 16/8 位数据总线时支持 16 根可配置控制引脚。所有控制引脚可作为输入 / 输出或双向引脚。 GPIFII 状态转换以控制输入信号为依据。控制输出信号是 GPIFII 状态转换的结果。GPIFII 状态机的行为取决于 GPIFII 描述符。GPIFII 描述符的设计符合必需的接口规范，专门用作 GPIF II 波形存储器的 8kB 存储器（独立于 512kB 嵌入式 SRAM），以特定格式存储 GPIF II 描述符。赛普拉斯的 GPIFII Designer 工具可实现 GPIFII 描述符的快速开发，其中还包含常用接口的实例。 GPIF II 的实现示例为异步和同步从器件 FIFO 接口。从器件 FIFO 接口从器件 FIFO 接口信号如图 6 中所示。该接口允许外部处理器直接访问多达 4 个 EZ-USB FX3 内部缓冲区。有关从器件 FIFO 接口的详细信息，请参阅第 18 页的注意：本产品也支持通过从器件 FIFO 接口访问所有 32 缓冲区。如想了解详细信息，请联系赛普拉斯应用支持。图 6. 从器件 FIFO 接口 External Processor SLCS# PKTEND FLAGB FLAGA A[1:0] D[31:0] SLWR# SLRD# SLOE# EZ-USB FX3 Note: Multiple Flags may be configured. CPU EZ-USB FX3 配有片上 32 位 200 MHz ARM926EJ-S 内核 CPU。该内核能直接访问 16kB 指令紧密连接存储器 (TCM) 和 8kB 数据 TCM。 ARM926EJ-S 内核还为固件调试提供了 JTAG 接口。 EZ-USB FX3 还集成了存储代码和数据的 512 KB 嵌入式 SRAM，以及 8kB 指令缓存和数据缓存。 EZ-USB FX3 能在多种外设（如 USB、GPIF II、I2S、SPI、UART）之间实现高效灵活的的 DMA 连接。固件只需配置外设间数据访问，这些外设随后由 DMA 结构进行管理。 EZ-USB FX3 适用于面向 ARM926EJ-S 的行业标准开发工具，可轻松开发应用。赛普拉斯 EZ-USB FX3 开发工具包中包含 EZ-USB FX3 固件示例。赛普拉斯 EZ-USB FX3 软件开发工具包中还有可移植到外部处理器的软件 API。 Document Number 001-79276 Rev. ** Page 6 of 37

JTAG 接口 EZ-USB FX3 的 JTAG 接口提供标准的 5 引脚接口，用于连接至 JTAG 调试器。该调试器可通过 CPU 内核的片上调试电路来调试固件。这些业界标准调试工具面向 ARM926EJ-S 内核，可用于 EZ-USB FX3 应用开发。其他接口 EZ-USB FX3 支持下列串行外设： n UART n I2C n I2S n SPI SPI、UART 和 I2S 接口可复用到串行外设端口。第 31 页的引脚列表为接口复用方式的详细信息。 UART 接口 EZ-USB FX3 的 UART 接口支持全双工通信。其中包含表 1 中所说明的信号。表 1. UART 接口信号信号 TX RX CTS RTS 说明输出信号输入信号流量控制流量控制 UART 可生成各种波特率，从 300 bps 到 4608 Kbps，可通过固件进行选择。 I2C 接口 EZ-USB FX3 具有 I2C 接口，符合 I2C 总线规范修订版 3。 EZ-USB FX3 的 I2C 接口可仅作为 I2C 主控运行，因此可以用于与其他 I2C 从器件通信。例如，EZ-USB FX3 可从连接至 I2C 接口的 EEPROM 引导，此为可选的引导选项。 EZ-USB FX3 的 I2C 主控制器也支持多主控模式功能。 I2C 接口采用 VIO5 供电，该电域独立于其他串行外设。I2C 接口可因此获得以异于其他串行接口工作电压的灵活性。 I2C 控制器所支持的总线频率为 100 kHz、400 kHz 和 1 MHz。当 VIO5 为 1.2V 时，支持的最大工作频率为 100 kHz。当 VIO5 为 1.8 V、2.5 V 或 3.3 V 时，支持的工作频率为 400 kHz 和 1 MHz。 CYUSB3014 I2C 接口的 SCL 和 SDA 信号都需要外部上拉电阻。上拉电阻必须连接至 VIO5。 I2S 接口 EZ-USB FX3 具有 I2S 端口，支持外部音频解码器件。EZ-USB FX3 可以作为 I2S 主控工作，仅作为发送器。I2S 接口包括四种信号：时钟行 (I2S_CLK)、串行数据行 (I2S_SD)、单字选择行 (I2S_WS) 和主控系统时钟 (I2S_MCLK)。EZ-USB FX3 可在 I2S_MCLK 上生成系统时钟输出，或在 I2S_MCLK 上接受外部系统时钟输入。 I2S 接口支持的采样频率为 32 kHz、44.1 kHz 和 48 kHz。 SPI 接口 EZ-USB FX3 支持串行外设端口上的 SPI 主控接口。最大工作频率为 33 MHz。 SPI 控制器支持四种 SPI 通信模式，并有起止时钟。SPI 控制器是单一主控制器，并有单一自动 SSN 控制。本产品还支持从 4 位到 32 位大小的数据操作。引导选项 EZ-USB FX3 可从多个源加载引导图像，源可通过 PMODE 引脚配置来选择。EZ-USB FX3 有下列引导选项： n 从 USB 引导 n 从 I2C 引导 n 从 SPI （支持的 SPI 器件为 M25P16 (16 Mbit)、M25P80 (8 Mbit) 和 M25P40 (4 Mbit)）或同类器件引导 n 从 GPIF II 异步 ADMUX 模式引导 n 从 GPIF II 同步 ADMUX 模式引导 n 从 GPIF II 异步 SRAM 模式引导表 2. EZ-USB FX3 的引导选项 PMODE[2:0][2] 引导自 F00 F01 F11 F0F F1F 1FF 0F1 同步 ADMUX （16 位）异步 ADMUX （16 位） USB 引导异步 SRAM （16 位） I2C，如失败，则启用 USB 引导仅 I2C SPI，如失败，则启用 USB 引导注 2. F 指悬空。 Document Number 001-79276 Rev. ** Page 7 of 37

CYUSB3014 复位硬复位通过激活 EZ-USB FX3 上的 Reset# 引脚来初始化硬复位。复位序列和时序的具体要求详见图 17 和表 15。软复位软复位需要处理器在 PP_INIT 控制寄存器中设置适当的位。软复位有两种类型： n CPU 复位 – 复位 CPU 程序计数器。 CPU 复位后无需重新加载固件。 n 全器件复位–该复位与硬复位相同。全器件复位后必须重新加载固件。时钟 EZ-USB FX3 允许在 XTALIN 和 XTALOUT 引脚之间连接晶振，也允许在 CLKIN 引脚上连接外部时钟。支持的晶振频率为 19.2 MHz，支持的外部时钟频率为 19.2、26、 38.4 和 52 MHz。 EZ-USB FX3 有一个片上振荡器电路，使用外部 19.2 MHz (±100 ppm) 晶振（使用晶振选项时）。FSLC[2:0] 引脚必须进行适当配置，以选择晶振选项 / 时钟频率选项。配置选项请参见表 3。向 EZ-USB FX3 进行的时钟输入必须符合表 4 中具体规定的相位噪声和时序抖动要求。输入时钟的频率独立于 EZ-USB FX3 内核或任何器件接口（包括 P-Port 和 S-Port）的时钟 / 数据速率。内部 PLL 按照输入频率使用相应的时钟倍频选项。表 3. 晶振 / 时钟频率选择 FSLC[2] FSLC[1] FSLC[0] 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 表 4. EZ-USB FX3 的输入时钟规范参数说明规范最小值 100 Hz 偏移 1 kHz 偏移 10 kHz 偏移 100 kHz 偏移 1 MHz 偏移相位噪声最大频率偏差占空比过冲下冲上升时间 / 下降时间 – – – – – – 30 – – – 晶振 / 时钟频率 19.2 MHz 晶振 19.2 MHz 输入 CLK 26 MHz 输入 CLK 38.4 MHz 输入 CLK 52 MHz 输入 CLK 最大值 –75 –104 –120 –128 –130 150 70 3 –3 3 单位 dB dB dB dB dB ppm % % % ns 32-kHz 看门狗定时器时钟输入可选的 32 kHZ 时钟的输入要求在表 5 中列出。 EZ-USB FX3 包含一个看门狗定时器。看门狗定时器可以用于中断 ARM926EJ-S 内核，自动唤醒待机模式下的 EZ-USB FX3 和复位 ARM926EJ-S 内核。看门狗定时器使用一个 32 kHz 时钟。此 32 kHz 时钟可于 EZ-USB FX3 一个专用引脚上的外部源选配提供。看门狗定时器可以通过固件加以禁用。表 5. 32 kHz 时钟输入要求参数最小值最大值单位占空比频率偏差上升时间 / 下降时间 40 – – 60 ±200 3 % ppm ns Document Number 001-79276 Rev. ** Page 8 of 37

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