基于FT245R芯片的存储测试系统USB接口的设计
0 引言存储测试是指在对被测对象无影响或在允许范围的条件下，在被测体内置入微型数据采集与存储测试仪，现场实时完成信息的快速采集与**，然后回收记录仪，由计算机处理和再现测试信息的一种动态测试技术。经过近三十年的发展，存储测试技术不断成熟，已成功应用于火**膛压测试、弹载全弹道参数测试、车辆机械运动部件工况参数测试、石油井下压力测试、爆炸冲击波场测试、人体运动及生理参数测试、载人航天测试等诸多领域，在军工测试领域和国民经济建设中发挥着重要作用。
接口电路是测试系统与外部计算机进行数据传输的通道，是存储测试系统的重要组成部分。众所周知，串口使用受波特率的限制，制约了存储测试系统与计算机数据传输的效率。并行传输是一种效率较高的传输方式，利用计算机并口的EPP模式可以实现大于300 KB／s的稳定传输率，然而现在大多数计算机已不再配置并口，USB接口成为计算机对外数据传输的主要通道。因此，开发适于存储测试系统集成的USB接口成为存储测试技术发展的一项重要内容。 1 USB协议及集成芯片USB全称是通用串行总线(Universal Serial Bus)，目前以USB 2．0规范应用最为普遍。USB 2．0规范的理想传输速率为480 Mb／s(60 MB／s)，足以满足大多数外设的速率要求。USB 2．0是一种复杂的传输协议，这给USB接口的设计和开发带来很大难度。在应用层对数据采集系统进行USB接口设计时，可以选择集成USB协议的专用芯片进行二次开发，从而降低了系统开发难度。本文选用FT245R芯片进行USB接口设计。
FT245R符合USB 2．0规范，具有功能强、体积小、传输速度快、易于与微处理器接口等特点，非常适合在嵌入存储测试系统中进行接口设计。FT245R可以方便地实现USB主机与外设MCU，CPLD的接口，其数据传输速率可达1 MB／s。FT245R内部集成了256 B的接收FIFO和128 B的发送FIFO，大大提高了USB主机与外设的通信质量。另外，FT245R还具备3．3 V的LDO调整器、USB数据时钟恢复PLL及USB数据收发器，且E2PR OM接口逻辑单元可外接串行存储器，以实现VID，PID，序列号和设备描述符的存储。FT245R大大简化了外围电路，使接口设计更趋于小型化，符合存储测试系统微小体积的要求。
2 接口硬件设计USB接口设计以单片机和FT245R为核心器件，原理如图1所示。由于FT245R将涉及USB协议的高速信号全部集成在芯片内部，从而降低了系统对单片机性能的要求。本设计选用了PIC16F877，该单片机最高工作时钟为20 MHz，有5个并行I／O端口，13个中断源，完全满足同时对FT245R和存储测试系统进行控制的要求。
图1中，SRAM是集成于存储测试系统中的静态存储器，测试过程结束后，SRAM存满了测试数据。单片机在USB接口中起到桥梁的作用，其I／O端口中的PORTD以及PORTC的低四位与SRAM中的12 b数据位相连，作为数据总线。同样，单片机的PORTB端口与F245R中的8b数据位相连，成为另外一条数据总线。SRAM中3个与存取操作有关的控制信号分别与单片机的RA0，RA1和RA2相连，而FT245R的4个与数据传输有关的控制信号则与单片机PORTC端口的高四位相连。在硬件设计中，两条数据总线是有区别的。SRAM到单片机的数据总线是单向的，数据只能从存储器传向单片机。单片机与FT245R间的数据总线是双向的，既能完成测试数据的上行传输，又能完成计算机指令的下行传输。
另外，存储测试系统都是使用电池供电，为了节省有限的电源，USB接口电路可以采取由计算机供电的方法。计算机的USB口能够提供5 V电源，最大负载电流可达500 mA，完全可以满足本文设计的USB接口的用电需求。
图2是USB总线供电原理图。5 V电源自USB口的1脚输出，经电容C1和铁氧体滤波后进入DC-DC变换器LP2987，经电压变换后输出3．3 V直流电压(负载电流200 mA)，供应单片机、FT245R及其外围元件。
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