探索V2DIP1 - 64 VNCL2 - 64Q開發(fā)模塊：解鎖USB技術(shù)新可能

在電子設(shè)計(jì)的世界里，開發(fā)模塊就像是一把把鑰匙，能幫助工程師們快速開啟各種設(shè)計(jì)的大門。今天，我們就來深入了解一下Future Technology Devices International Ltd（FTDI）推出的V2DIP1 - 64 VNCL2 - 64Q開發(fā)模塊，看看它究竟有哪些獨(dú)特之處。

文件下載：V2DIP1-64.pdf

一、模塊簡(jiǎn)介

V2DIP1 - 64模塊專為使用VNC2 - 64Q IC進(jìn)行快速設(shè)計(jì)開發(fā)而打造。它采用PCB設(shè)計(jì)，能完美適配60針、0.8英寸寬、0.1英寸間距的DIP插座。通過其IO總線引腳，該模塊可讓我們輕松訪問VNC2 - 64Q設(shè)備的UART、并行FIFO和SPI接口引腳，還能通過A型USB連接器訪問一個(gè)USB端口。

VNC2作為FTDI的Vinculum系列嵌入式雙USB主機(jī)控制器設(shè)備的第二代產(chǎn)品，具備強(qiáng)大的USB主機(jī)接口能力，支持多種USB設(shè)備類，如BOMS（僅批量大容量存儲(chǔ)）、打印機(jī)、HID（人機(jī)接口設(shè)備）等。對(duì)于像USB閃存驅(qū)動(dòng)器這樣的大容量存儲(chǔ)設(shè)備，VNC2還能透明處理FAT文件結(jié)構(gòu)。此外，它還可通過UART、SPI或并行FIFO接口與非USB設(shè)備（如低成本微控制器）進(jìn)行通信，為那些之前缺乏硬件資源的產(chǎn)品提供了一種經(jīng)濟(jì)高效的USB主機(jī)功能解決方案。

二、模塊特性

1. 核心芯片

采用FTDI的VNC2 - 64Q嵌入式USB主機(jī)控制器IC設(shè)備，為模塊的高性能運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2. USB接口

配備單個(gè)A型USB接口，可與USB外圍設(shè)備進(jìn)行交互。若有需要，還可通過模塊引腳提供第二個(gè)USB接口端口。

3. 多接口編程

UART、并行FIFO和SPI接口可通過編程選擇可用的I/O引腳，增加了設(shè)計(jì)的靈活性。

4. 電源供應(yīng)

支持從DIL連接器輸入5V電源，也可通過USB VBUS從機(jī)接口或調(diào)試器模塊提供5V電源。同時(shí)，還能為外部邏輯提供3.3V / 200mA的輔助電源輸出。

5. 信號(hào)引出

所有VNC2信號(hào)都可通過0.8英寸寬、0.1英寸間距的DIL公連接器引出，方便我們進(jìn)行連接和測(cè)試。

6. 狀態(tài)指示

具備電源和流量指示燈，讓我們能直觀了解模塊的工作狀態(tài)。

7. 環(huán)保設(shè)計(jì)

該模塊為無鉛、符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)模塊，符合環(huán)保要求。

8. 調(diào)試接口

可通過DIL引腳或6針公頭接口連接到單獨(dú)的調(diào)試器模塊，方便進(jìn)行調(diào)試。

9. 固件升級(jí)

支持通過UART或調(diào)試器接口進(jìn)行固件升級(jí)，讓模塊能不斷適應(yīng)新的需求。

10. 軟件開發(fā)套件

提供FOC軟件開發(fā)套件，包含編譯器、鏈接器、調(diào)試器和匯編器等工具，并集成在易于使用的集成設(shè)計(jì)環(huán)境GUI中，方便我們創(chuàng)建定制化固件。

三、引腳與信號(hào)說明

1. 模塊引腳布局

模塊的引腳布局有頂視圖和底視圖兩種展示方式，這有助于我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中準(zhǔn)確地進(jìn)行連接和布線。

2. 引腳信號(hào)描述

文檔詳細(xì)列出了每個(gè)引腳的信號(hào)名稱、PCB上的引腳名稱、類型和描述。例如，J1 - 1引腳對(duì)應(yīng)的VNC2信號(hào)名稱為IOBUS26，在PCB上的引腳名稱為IO26，類型為I/O，是5V安全雙向數(shù)據(jù)/控制總線的第26位。通過這些詳細(xì)信息，我們能清晰地了解每個(gè)引腳的功能，從而進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。

3. 默認(rèn)接口I/O引腳配置

VNC2 - 64Q設(shè)備在出廠時(shí)沒有預(yù)裝任何固件，因此IOMUX會(huì)提供默認(rèn)的引腳配置。這些配置涵蓋了UART接口、SPI從機(jī)接口、SPI主機(jī)接口、并行FIFO接口和調(diào)試器接口等不同模式下的引腳分配，為我們的設(shè)計(jì)提供了參考。

四、接口模式詳解

1. UART接口

當(dāng)數(shù)據(jù)和控制總線配置為UART模式時(shí)，該接口實(shí)現(xiàn)了一個(gè)具有流控制的標(biāo)準(zhǔn)異步串行UART端口，支持300波特到3M波特的波特率。文檔中還詳細(xì)說明了UART信號(hào)可選擇的I/O引腳，以及每個(gè)信號(hào)的類型和描述。例如，uart_txd是輸出信號(hào)，用于傳輸異步數(shù)據(jù)，可選擇的引腳有J2 - 14、J1 - 17等。

2. SPI接口

VNC2 - 64Q有一個(gè)SPI主機(jī)模塊和兩個(gè)SPI從機(jī)模塊。SPI從機(jī)和主機(jī)信號(hào)都可通過編程選擇可用的I/O引腳，文檔中分別列出了每個(gè)信號(hào)可選擇的引腳、類型和描述。比如，spi_s0_clk是SPI從機(jī)時(shí)鐘輸入信號(hào)，可選擇的引腳有J2 - 14、J1 - 17等。

3. 并行FIFO接口

異步模式

該模式下的并行FIFO接口具有一個(gè)8位并行數(shù)據(jù)總線、獨(dú)立的讀寫選通信號(hào)和兩個(gè)硬件流控制信號(hào)。文檔詳細(xì)說明了每個(gè)信號(hào)可選擇的I/O引腳、類型和描述，還給出了異步FIFO模式讀寫周期的時(shí)序圖和相關(guān)的時(shí)間參數(shù)。例如，fifo_rxf#是輸出信號(hào)，當(dāng)為高電平時(shí)表示FIFO中沒有可用數(shù)據(jù)，不能讀?。划?dāng)為低電平時(shí)，可通過選通fifo_rd#讀取數(shù)據(jù)。

同步模式

同步模式下的并行FIFO接口除了具有異步模式的信號(hào)外，還增加了輸出使能和時(shí)鐘輸出信號(hào)。文檔同樣給出了這些信號(hào)可選擇的I/O引腳、類型和描述，以及同步FIFO模式讀寫周期的時(shí)序圖和時(shí)間參數(shù)。例如，fifo_oe#是輸出使能信號(hào)，用于使能當(dāng)前FIFO數(shù)據(jù)字節(jié)。

4. 調(diào)試器接口

調(diào)試器接口的目的是提供對(duì)VNC2芯片/固件調(diào)試器的訪問。我們可以通過DIL連接器上的相應(yīng)引腳或連接調(diào)試模塊到J3連接器來訪問調(diào)試器。調(diào)試模塊通過USB連接到PC，借助集成開發(fā)環(huán)境（IDE）提供調(diào)試功能，如閃存擦除、寫入和編程，應(yīng)用程序調(diào)試（設(shè)置斷點(diǎn)、單步執(zhí)行和暫停）以及詳細(xì)的內(nèi)部調(diào)試（內(nèi)存和寄存器讀寫訪問）。文檔還列出了調(diào)試器接口引腳J3的信號(hào)和引腳描述。

五、固件相關(guān)

1. 固件支持

V2DIP1 - 64上的VNC2可使用Vinculum II固件開發(fā)工具鏈創(chuàng)建的自定義固件進(jìn)行編程，也可使用各種預(yù)編譯的固件配置文件，方便設(shè)計(jì)師輕松更改芯片的功能。具體的預(yù)編譯固件詳細(xì)信息可參考FTDI網(wǎng)站。

2. 可用固件

目前可用的V2DAP固件支持單閃存磁盤和通用USB外設(shè)的USB主機(jī)功能，還提供可選擇的UART、FIFO或SPI接口命令監(jiān)視器。同樣，更多詳細(xì)信息可在FTDI網(wǎng)站查詢。

3. 固件升級(jí)

可參考調(diào)試器接口部分的內(nèi)容來更新固件。

六、外部電路配置與機(jī)械尺寸

1. 增加第二個(gè)USB端口

文檔給出了添加第二個(gè)USB主機(jī)端口及USB活動(dòng)LED的外部電路配置圖，為我們擴(kuò)展模塊功能提供了指導(dǎo)。

2. 機(jī)械尺寸

提供了V2DIP1 - 64的頂視圖和側(cè)視圖尺寸圖，所有尺寸的公差為±0.20mm（間距除外），方便我們?cè)谠O(shè)計(jì)外殼或進(jìn)行布局時(shí)參考。

七、總結(jié)

V2DIP1 - 64 VNCL2 - 64Q開發(fā)模塊憑借其豐富的特性、靈活的接口配置和完善的固件支持，為電子工程師們提供了一個(gè)強(qiáng)大的開發(fā)平臺(tái)。無論是開發(fā)USB相關(guān)的產(chǎn)品，還是進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該模塊都能發(fā)揮重要作用。希望通過本文的介紹，能讓大家對(duì)這個(gè)模塊有更深入的了解，在實(shí)際設(shè)計(jì)中更好地運(yùn)用它。大家在使用過程中遇到過哪些有趣的問題或挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享。