Jste zde

Nová generace obvodů FTDI pro připojení vašich aplikací k USB

polaasix.cz, 17. Říjen 2002 - 0:00

Obvody firmy FTDI pro připojení aplikací ke sběrnici USB již asi znáte. Nyní je však na trhu nová

verze obvodů FT8U232BM a FT8U245BM, které proti svým předchůdcům FT8U232AM a FT8U245AM přinášejí řadu

vylepšení.

Obsah článku

Přehledné srovnání rozdílů obvodů FT8UxxxAM a FT8UxxxBM

  FT8U2xxAM FT8U2xxBM
přenosová rychlost (FT8U232) 300 - 921 600 Bd 300 - 3 MBd (TTL, RS422/RS485)
300 - 1MBd (RS232)
úrovně I/O linek 5 V CMOS 3,3 V až 5 V - napájení z VCC-IO
externí resetovací obvod nutný není nutný
kompatibilita s USB USB 1.1 USB 1.1, USB 2.0 kompatibilní
změny signálů RCCLK zrušen
  EERQ# (FT8U245) SI/WU
  USBEN (FT8U232), EEGNT# (FT8U245) PWREN#
další vlastnosti   vestavěný resetovací obvod,
isochronní přenosový mód,
BitBang mód,
nové dělící poměry (FT8U232)

Nové společné vlastnosti obvodů FT8UxxxBM

V původní verzi obvodů FTDI byla doba, po které došlo k odeslání dat z přijímací paměti do PC, fixní (16 ms). V nové verzi je tato doba kvůli lepší optimalizaci datového toku programovatelná v rozsahu 1 ms až 255 ms.

Protože při datových přenosech po USB v režimu Bulk není garantováno maximální zpoždění dat, je pro aplikace, kde je důležitější kontinuita datového toku než integrita dat (např. přenos hlasu), implementován isochronní přenos.

Nově je implementován mód BitBang, ve kterém se 8 řídících linek rozhraní UART (obvod FT8U232BM) nebo 8 IM/O linek rozhraní FIFO (obvod FT8U245BM) stává 8-bitovým paralelním I/O portem. V tomto režimu jsou data vyslaná na rozhraní sekvenčně vysílána na I/O porty rychlostí odpovídající přenosové rychlosti obvodu FT8U232BM. Tento mód nalezne praktické využití v mnoha aplikacích, kde si uživatel přeje řídit až osm nezávislých I/O linek (např. při konfiguraci FPGA Xilinx nebo Altera).

Při použití paměti EEPROM se obvod FTDI může identifikovat jako zařízení USB 2.0, podporuje ovšem pouze USB 2.0 Full speed režim (12 Mb/s). >V původní verzi byl podporován pouze typ EEPROM 93C46 (128 × 16 bit). Nově jsou podporovány také paměti 93C56 (256 × 16 bit) a 93C66(512 × 16 bit). Systém automaticky rozpozná, který typ paměti je použit. Nevyužité místo v paměti může uživatel využít ve své aplikaci, pokud je obvod FT8U2xxBM právě resetován.

Pokud není použita paměť EEPROM, nevysílá FT8U2xxBM sériové číslo jako součást USB deskriptoru. Díky tomu je možné k jednomu PC připojit více obvodů FT8u2xxBM zároveň i bez připojené EEPROM. Přesto výrobce doporučuje i v těchto případech EEPROM použít, protože bez ní lze zařízení identifikovat pouze z adresy USB portu, ke kterému je připojeno.

V předchozí verzi obvodu byly úrovně vstupů/výstupů 5 V CMOS. Nově je zabudován konvertor úrovní, který je napájen odděleným napájecím vstupem VCC-IO a umožňuje bezproblémové připojení i k aplikacím s napájecím napětím 3,3 V.

Došlo také ke snížení početu nutných externích součástek. Byl vyřazen RC článek signálu RCCLK, v mnoha případech je možné vypustit resetovací obvod, eliminován je i pull-up rezistor 100 kOhm na signálu EECS, který sloužil k výběru 6 MHz taktování. Pokud není zapojena paměť EEPROM, mohou nově signály EECS, EESK a EEDATA zůstat nezapojeny. U aplikací s dlouhým počátečním resetem (>10 ms) není nutný externí tranzistor.

Nově je zabudován interní resetovací obvod. Původně musel být signál RESET# připojen na externí resetovací obvod z diskrétních součástek, nyní může zůstat i nezapojen nebo připojen přímo na VCC. Nový signál RSTO#, který nahrazuje původní signál TEST, slouží ke spolehlivému resetování externích periferií - 2 ms po zapnutí napájecího napětí nebo v případě aktivity vstupního signálu RESET# je RSTO# ve stavu vysoké impedance, v ostatních případech je na jeho výstupu napětí 3,3 V.

Původní signál RCCLK byl zrušen, na jeho místo byl přesunut signál TEST, který je nutné připojit trvale k zemi (GND). Integrací startovacího obvodu RCCLK na čip se podařilo snížit odběr v režimu suspend ze 250 μA na 200 μA, což je důležité pro snazší zajištění maximálního povoleného odběru 500 μA z portu USB v tomto režimu.

Pokud má aplikace napájená z USB odběr >100 mA, bylo nutné v předchozí verzi obvodů externě sloučit signály USBEN, SLEEP# a RESET# a takto vzniklý signál použít pro řízení tranzistoru, který připojuje napájení do zbytku aplikace. V nové verzi FT8U2xxBM jsou tyto tři signály již sloučeny a jejich výstup je vyveden jako nový signál PWREN#, který nahrazuje původní signál USBEN (FT8U232AM) nebo EEGNT# (FT8U245AM). Ve spolupráci s pamětí EEPROM je možné nastavit, aby signály sběrnice UART (obvod FT232BM) nebo FIFO (obvod FT245BM) byly přes odpory uzemněny v případě, kdy PWREN# je v úrovni log.1.

Nově jsou v obvodech FT8U2xxBM zabudovány interní kondenzátory na napájení obvodu, které zlepšují chování součástky např. při testech FCC a CE. Integrace kapacitorů v obvodu neodstraňuje nutnost externího blokování.

Nové vlastnosti obvodu FT8U232BM

V původní verzi byly přípustné dělící poměry obvodu pro nastavení přenosové rychlosti (n+0), (n+0,125), (n+0,25) a (n+0,5). Nově jsou zařazeny i dělící poměry (n+0,375), (n+0,625) a (n+0,875), čímž je možné docílit i přenosových rychlostí, které se dříve nedaly nastavit.

V předchozí verzi byly potíže v případech, kdy dělící poměr přenosové rychlosti byl roven 1. V nové verzi je tato chyba odstraněna - nastavením dělícího poměru 1 docílíme přenosové rychlosti 2 MBd, nastavením dělícího poměru 0 nastavíme přenosovou rychlost 3 MBd.

Na rozdíl od původní verze je časování signálu TXDEN na sběrnici RS485 časově neměnné i při vysokých přenosových rychlostech. Tím se odstraňují časové prodlevy v toku dat.

Nové vlastnosti obvodu FT8U245BM

Je zařazen nový signál SI/WU, který slučuje dvě funkce. Pokud je FT8U245BM v režimu suspend, způsobí sestupná hrana signálu SI/WU přechod do normálního režimu. V normálním režimu způsobí sestupná hrana na signálu SI/WU odeslání dat z přijímací paměti do PC bezprostředně po požadavku na čtení z USB bez ohledu na délku dat. Tato funkce pomáhá optimalizovat datový tok na USB.

Přehled funkcí, k nimž je nutná paměť EEPROM

V paměti EEPROM jsou uloženy informace pro OEM alikace (VID, PID, sériové číslo, Product descriptor a informace o spotřebě). Paměť EEPROM je také doporučena pro připojení více obvodů FTDI k jednomu PC. Dále se zde nastavuje, zda bude možné použitím signálu SI/WU přecházet ze suspend režimu do normálního, zapíná se zde isochronní přenosový režim, aktivují se zde pull-down rezistory na I/O pinech při využití PWREN# signálu a nastavuje se zde režim USB 2.0.

Pinová kompatibilita

Zajímavou otázkou je možnost použití nových obvodů v původních aplikacích. Protože v původních aplikacích musel být signál TEST (pin 5) uzemněn a u nových obvodů je na tomto vývodu výstupní signál RSTOUT#, není možné bez úprav nahradit obvod verze A obvodem verze B. Uživatel musí zajistit, aby v původní aplikaci byl uzemněn pin 31 (RCCLK), na kterém je nyní signál TEST, a musí zrušit uzemnění pinu 5 (TEST), na kterém je nyní signál RSTOUT#. Protože v původním návrhu byl pin 11 (EERQ#) připojen na VCC, je tím znemožněno uživateli využití funkce SI/WU, ale na funkci obvodu to vliv mít nebude. Uživatel rovněž nebude mít možnost využití rozdílých napájecích napětí VCC a VCC-IO.

Závěr

Obvody FTDI verze B přinášejí oproti verzi A výrazné zlepšení po stránce elektrické i funkční a zaslouží si jistě pozornost všech návrhářů uvažujících o připojení své aplikace k PC pomocí sběrnice USB.
 
 

DOWNLOAD & odkazy související s produktem

  • Datasheet FT8U232BM (formát PDF)  
  • Datasheet FT8U245BM (formát PDF)  
  • www.asix.cz - Katalogové listy USB obvodů  -  Popisy modulů a kabelů  - popis firmy -  ceník USB produktů
  • www.ftdichip.com - výrobce integrovaných obvodů - driverů 
    • Hodnocení článku: