AN-1006：使用 EVAL-ADUSB2EBZ

EVAL-ADUSB2EBZ 具有 USB 到 I 功能2C 和 SPI 转换。它与 1.8 V 和 3.3 V 目标器件兼容，并允许使用 SigmaStudio™集成大多数 SigmaDSP 处理器。其板载功率稳压器能够为目标板供电，并具有与 Aardvark 兼容的标准编程接头。EVAL-UDSUB2EBZ 通过扁平表面贴装 USB 微型 B 型连接器为多达 <> 个从器件提供 SPI 控制，并允许即插即用操作。

EVAL-ADUSB2EBZ非常适合使用SigmaStudio将代码和寄存器设置下载到SigmaDSP处理器和编解码器。它还可用于通过SigmaStudio实时调整SigmaDSP生产单元。

一般描述

EVAL-ADUSB2EBZ，也称为USBi，是SigmaDSP系统的独立通信接口和编程器。它将 USB 控制命令从 SigmaStudio 转换为 I2C 和 SPI 通信协议。USBi 通过 USB 电缆供电;因此，不需要外部电源。

带状电缆和 10 引脚接头形成与目标板的桥接，将通信信号连接到目标 IC。带状电缆还从 USB 集线器传输 5 V 电源，如果需要，可用于为目标板供电。

板载稳压器支持1.8 V和3.3 V IOVDD操作，从而提高与目标器件的兼容性。

USBi 最多可同时控制五个从设备。为了控制多个SPI器件，提供了额外的锁存信号，尽管它们没有连接到带状电缆。

USBi可用于通过SigmaStudio实时控制SigmaDSP系统，并且能够在自引导系统中对EEPROM进行编程。它是原型系统在线编程和调谐的理想解决方案。

USBi仅支持USB 2.0接口;USBi 不适用于仅支持 USB 版本 1.0 和 USB 版本 1.1 的电脑。

图1

将 USB 接口与 SigmaStudio 配合使用

安装驱动程序

必须安装 SigmaStudio 才能使用 USBi。正确安装 SigmaStudio 后，使用随附的 USB 电缆将 USBi 连接到可用的 USB 端口。此时，Windows® XP 会识别设备并提示用户安装驱动程序。

图2.发现新硬件通知

选择从列表或特定位置安装（高级）选项，然后单击下一步>。

图3.找到新硬件向导 - 安装

单击“搜索这些位置中的最佳驱动程序”，然后选择“在搜索中包括此位置”。单击“浏览”以查找 SigmaStudio 3.0USB 驱动程序目录

图4.Windows 找到新硬件向导 - 搜索和安装选项

当屏幕上出现有关 Windows 徽标测试的警告时，单击“仍然继续”。

图5.视窗徽标测试警告

将 USBi 添加到 SigmaStudio 项目

要将 USBi 与 SigmaStudio 结合使用，请先在“硬件配置”选项卡的工具箱的“通信通道”子部分中选择它，然后将其添加到项目空间。

图6.添加 USBi 通信通道

如果SigmaStudio无法在计算机的USB端口上检测到USBi，则USB标签的背景将为红色。当 USBi 未连接或驱动程序安装不正确时，可能会发生这种情况。

图7.USBi 未被 SigmaStudio 检测到

如果 SigmaStudio 在计算机的 USB 端口上检测到 USBi，则 USB 标签的背景将变为橙色。

图8.由 SigmaStudio 检测到的 USBi

配置 USBi 以与 IC 通信

要使用 USBi 与目标 IC 通信，请在 USBi 的蓝色引脚和 IC 的绿色引脚之间单击拖动导线来连接目标 IC。USBi 的相应下拉框会自动填充该 IC 的默认模式和通道。

图9.将 USBi 连接到 IC

要更改通信模式和信道，请单击下拉框，然后从列表中选择适当的模式和信道。

图 10.选择通信模式和通道

配置 USBi 以与多个 ICS 通信

USBi 可以同时与多达五个 IC 通信。要与多个IC通信，请将另一个IC添加到项目中，并将其连接到USBi的下一个可用引脚。

使用 I 进行多地址操作2C

USBi 可以在同一总线上支持多达四个相同的设备，如果2目标设备的 C 地址引脚独立设置为四个不同的地址，与 SigmaStudio 的“硬件配置”选项卡中下拉框中的地址匹配。

图 11.使用 I 进行多地址操作2C

使用 SPI 进行多地址操作

如果目标设备的 SPI 地址引脚独立设置为两个不同的地址，并且与 SigmaStudio 的“硬件配置”选项卡中下拉框中的地址匹配，则 USBi 可以在同一 SPI 锁存器上支持最多两个相同的器件。

图 12.使用 SPI 进行多地址操作

带SPI的多锁存操作

USBi 可以支持五个不同 SPI 锁存器上的设备。当使用多个锁存器时，来自USBi的未连接到带状电缆的附加SPI锁存信号需要手动连接到目标。

图 13.带SPI的多锁存操作

扩展SPI锁存信号的位置如图14所示。

图 14.扩展 SPI 锁存信号引脚排列（电路板底部视图）

结合多锁存器和多地址操作与SPI

可以使用多个锁存器和多个地址方案的组合，但设备总数不能超过五个。

控制 USBi

USBi 具有多种用于控制目标硬件的功能。在 SigmaStudio 中，通过右键单击“硬件配置”选项卡中的 USB 接口，可以访问控制选项。

图 15.USBi 控制菜单

捕获输出数据

此选项访问捕获窗口，其中显示PC和目标IC之间所有通信的日志（参见图17）。

设备电源开/关

此选项切换为目标板供电的线路。默认情况下，设备电源处于打开状态。

设备启用/禁用

对于支持的IC，选择此选项可将器件切换到低功耗模式。

重置 USB 接口

此功能执行 USB 驱动程序的软件重置，并导致赛普拉斯 USB 微控制器重新加载其固件。

监控 USBi

使用捕获窗口，可以查看从PC到目标IC的所有传出通信传输。对于每次写入，将显示写入模式、写入时间、单元格名称（如果适用）、参数名称、地址、值、数据（十进制和十六进制）和字节长度。

对于写入多个内存位置的块写入，仅显示第一个位置。最左侧列中的展开/折叠按钮允许用户查看完整的数据写入。

使用 USBi 对自引导 EEPROM 进行编程

编译项目后，寄存器和RAM内容可以写入目标EEPROM进行自引导。要使用此功能，必须在“硬件配置”窗口中将EEPROM IC连接到USBi。验证目标板上的EEPROM写保护引脚是否禁用后，右键单击目标IC（SigmaDSP），然后选择将最新编译写入E2PROM。

图 16.写入自引导 EEPROM

警告

USBi 在 I 上有一个 EEPROM2地址 0x51 处的 C 总线，用于向 PC 指示其供应商 ID 和产品 ID，以及启动其内部程序。应避免在此地址使用任何其他EEPROM。此 EEPROM 没有写保护;因此，如果您尝试写入地址0x51，您将覆盖 USBi 的板载 EEPROM，并且 USBi 将停止工作。如果不将电路板返回到ADI公司，则无法对USBi进行重新编程。大多数EEPROM通过设置其引脚A0 = 51和A0 = A1 = 1来设置为寻址2x0。

图 17.输出捕获窗口

电路原理图

USB连接器

主机 PC 和 Cypress USB 接口设备之间的连接通过标准 USB 电缆进行，该电缆传输用于数据通信的 D+ 和 D− 信号、5 V 电源和接地。D+ 和 D− 线是由双绞线上的半双工差分信号承载的单线通信接口。时钟使用非归零反转（NRZI）行代码嵌入到数据中。这些信号线直接连接到赛普拉斯 USB 接口上的引脚。

选择表面贴装的USB微型B型插孔是由于其低调和在消费电子产品中的日益普及。

图 18.USB 连接器原理图

功率调节器

赛普拉斯 USB 接口 I/O 端口能够在 1.8 V 和 3.3 V 模式下工作，具体取决于系统中的目标设备。两个稳压器，一个用于5 V至3.3 V稳压，另一个用于5 V至1.8 V稳压，在电路板上电时同时运行。提供开关 （S1） 以在两个稳压器之间轻松切换 IOVDD 电源。LED D4 提供视觉反馈，表明电路板正在从 PC USB 端口获得 5 V 电源。

当电路板连接到 USB 总线时，不应更改开关 S1 的位置。

图 19.功率调节器原理图

赛普拉斯USB接口

赛普拉斯USB接口是系统的核心，包括将USB命令转换为相应的I的所有必要功能。2C 或 SPI 读/写传输，并充当 FIFO，在主机 PC 和目标设备之间路由数据。

晶体振荡器原理图

Cypress USB接口是它自己的时钟主控，该板包括一个带有24 MHz压电晶体谐振器的晶体振荡器电路，为振荡器电路提供稳定性。晶体谐振器由赛普拉斯USB接口的XTALOUT和XTALIN引脚并联驱动。

图 20.晶体振荡器原理图

图 21.赛普拉斯USB接口原理图

发光二极管

LED 向用户提供有关赛普拉斯 USB 微控制器状态的反馈。

图 22.发光二极管原理图

参考标志	颜色	描述
D1	黄色	我2C 模式处于活动状态
D2	蓝	GPIO 指示灯，用于固件调试目的
D3	黄色	SPI 模式处于活动状态
D4	红	5 V 电源通过 USB 总线提供

电丙胺

EEPROM 是一个重要的系统元件，它向主机 PC 识别电路板并存储赛普拉斯 USB 接口的固件。EEPROM在制造过程中通过J2连接器进行编程。

图 23.EEPROM原理图

目标板电源开关

USBi能够在赛普拉斯USB微控制器完成启动过程后为目标板供电。USB_PWR_ON信号连接到Q2的基极，并在被驱动为高电平时打开两个晶体管。

该电路还支持从SigmaStudio进行软件控制的目标复位。

图 24.目标电源开关原理图

目标板编程接头

要从EEPROM正确启动赛普拉斯USB微控制器，必须从I中卸下所有其他设备。2C总线。ADG721BRMZ模拟开关保持开路，隔离I2C 总线从目标，直到引导过程完成。

图 25.目标板编程接头原理图

审核编辑：郭婷