EZ-USB? FX5N DVK (KIT_FX5N_FMC_001) 套件深度解析

引言

在當今的電子設計領域，視頻和音頻流應用的需求日益增長。英飛凌的 EZ-USB? FX5N DVK (KIT_FX5N_FMC_001) 套件為開發(fā)者提供了一個強大的解決方案，可用于開發(fā)基于 EZ-USB? FX5N USB 3.2 Gen 1x2 設備控制器的應用，實現(xiàn)視頻和音頻的無縫傳輸。今天，我們就來詳細探討一下這個套件。

文件下載：Infineon Technologies EZ-USB? FX5N開發(fā)套件 (DVK).pdf

套件概述

套件用途

EZ-USB? FX5N DVK (KIT_FX5N_FMC_001) 套件主要用于開發(fā)基于 EZ-USB? FX5N USB 3.2 Gen 1x2 設備控制器（CYUSB3284 - BZXI）的應用。借助現(xiàn)成的 FPGA 附加板和攝像頭模塊，它能夠將視頻和音頻無縫地流式傳輸?shù)?USB 主機。

適用人群

本套件文檔適用于 EZ-USB? FX5N DVK (KIT_FX5N_FMC_001) 套件的用戶。

重要注意事項

英飛凌提供的評估板和參考板僅用于評估和測試目的，并非商業(yè)化產品。它們未經(jīng)過全面的安全要求、全工作溫度范圍或壽命的制造和操作測試，也可能不符合 CE 等標準。用戶在使用時需確保符合相關國家的要求和標準，且只能由合格的技術人員在實驗室環(huán)境中使用。

安全預防措施

評估或參考板包含對靜電放電（ESD）敏感的部件和組件。在安裝、測試、維修或修理組件時，需要采取靜電控制預防措施。如果不熟悉靜電控制程序，應參考適用的 ESD 保護手冊和指南。

套件內容與下載

套件內容

• EZ - USB? FX5N 基板：硬件部分，是整個套件的核心基礎。
• USB - C 電纜：支持每個通道 10 Gbps 的傳輸速度，可用于 USB 3.2 Gen 1x2 應用。
• 快速入門指南（QSG）硬拷貝：方便用戶快速了解套件的基本使用方法。
• 套件外殼和泡沫：用于保護套件組件并保持其在容器中的正確位置。

文檔與文件下載

可以從 EZ - USB? FX5N 套件網(wǎng)頁下載 KIT_FX5N_FMC_001 套件文檔和硬件設計文件。文檔包括快速入門指南（QSG）、套件用戶指南（即本文檔）和發(fā)行說明；硬件設計文件包括原理圖、物料清單（BOM）和布局文件。

基板詳情與特性

基板詳情

EZ - USB? FX5N 基板有清晰的上下視圖，從視圖中我們可以看到各個組件的布局和連接方式，這對于后續(xù)的開發(fā)和調試非常重要。

基板特性

• 控制器：采用 EZ - USB? FX5N 控制器，具備強大的處理能力。
• 存儲模塊：配備兩個 QSPI SPI 閃存，用于存儲數(shù)據(jù)和程序。
• 調節(jié)器：板載 1.8 V 和 3.3 V DC - DC 開關調節(jié)器，為各個組件提供穩(wěn)定的電源。
• 啟動模式開關：可選擇 USB 啟動或 SPI 啟動模式，增加了使用的靈活性。
• 接口連接器：FMC - HPC 夾層連接器用于連接 FPGA 板，40 針 GPIO 頭用于連接 GPIO 附件板，SS USB 端口支持高達 10 Gbps 的數(shù)據(jù)傳輸速度，F(xiàn)S USB 端口用于數(shù)據(jù)記錄。

軟件安裝

SDK 下載

從 EZ - USB? FX5N 套件網(wǎng)頁下載 EZ - USB? FX5N SDK。

軟件安裝

• EZ - USB? 控制中心：從網(wǎng)頁下載并安裝 EZ - USB FX 控制中心應用程序，可能需要管理員權限。
• Pleora eBUS Player：對于 USB3Vision（U3V）視頻流，根據(jù)系統(tǒng)版本（Windows 64 位或 32 位）下載并安裝該應用程序。

系統(tǒng)設計

頂層硬件設計

EZ - USB? FX5N 基板通過 USB - C 電纜連接到 PC，為了展示套件和 FPGA 的完整功能，需要將附加板連接到 EZ - USB? FX5N DVK。

DVK 設計細節(jié)

• USB - C SS 連接器（J2）：套件采用總線供電，通過 USB - C SS 連接器與 PC 接口。該連接器經(jīng)過 USB - IF 認證，具備 TVS 二極管用于 ESD 保護。
• 模式選擇開關（SW2）：可選擇 EZ - USB? FX5N 的啟動模式，有 USB 啟動和內部閃存啟動兩種模式。
• 電源供應：套件由總線供電，可通過移除連接器 J1 引腳 1 - 2 的跳線斷開主機 PC 的 VBUS 供應。板上有兩個英飛凌的 IR3883MTRPBF 調節(jié)器，分別生成 3.3 V 和 1.8 V 的電壓。
• EZ - USB? FX5N（U1）：10 Gbps 設備控制器，支持 UVC、UAC、U3V 和 USB 供應商類協(xié)議，可實現(xiàn)視頻和音頻的無縫流式傳輸。
• QSPI 閃存（U6，U7）：兩個 256 Mb 的 QSPI 閃存設備，用于存儲 FPGA 二進制文件。
• FMC HPC 夾層連接器（J8）：采用 ASP - 134488 - 01 連接器，支持 ANSI/VITA 57 標準，用于連接 FPGA 附加板。
• GPIO 接口連接器（J5）：2X10 針 GPIO 連接器，可連接各種外部附加模塊，如 CAN 收發(fā)器、PDM 麥克風等。
• USB - C 全速連接器（J3）：用于設備編程和調試，外部程序員或調試器通過該連接器與設備的 Serial Wire Debug（SWD）或 JTAG 接口引腳通信。
• SWD 頭（J6）：可用于對 EZ - USB? FX5N 設備進行編程，也可用于 JTAG 操作和邊界掃描操作。
• 晶體（Y1）：提供 24 MHz 的時鐘信號，公差為 ±10 ppm，驅動電平為 100 μW。
• LED（USER_LED，PWRON）：用戶 LED 用于固件調試，電源指示燈在電源開啟時亮起，指示 3.3 V 電源供應正常。

套件編程

用戶應用程序編程

1. 按照 SDK 用戶指南構建要在套件上編程的代碼示例項目。
2. 打開 EZ - USB? FX 控制中心應用程序。
3. 通過套件提供的 USB - C 電纜將 EZ - USB? FX5N DVK 連接到 PC。
4. 按住 PMODE 開關（SW2），并通過按下 RESET 開關（SW3）重置設備，然后釋放 PMODE 開關（SW2）。
5. 等待 EZ - USB? FX 控制中心實用工具檢測到引導加載程序。
6. 在控制中心中選擇編程選項，如點擊 FX3G2 USB BL > 點擊 Program > 點擊 Internal Flash。
7. 導航到代碼示例項目的輸出文件夾，選擇要編程的十六進制文件并點擊打開。
8. 等待編程完成，觀察 EZ - USB? FX5N 設備分離消息。

應用運行（內部彩條）

查看 UVC 輸出（Windows 相機應用程序）

1. 按照 SDK 用戶指南中的說明構建 uvc_inmem 項目。
2. 按照用戶應用程序編程步驟將生成的 .hex 文件編程到 EZ - USB? FX5N。
3. 打開 Windows 設備管理器，驗證 EZ - USB? FX5N 相機是否列出。
4. 打開 Windows 相機應用程序，點擊翻轉相機選項，確保在設置窗口中選擇的分辨率為 3840X2160，觀察視頻流。
5. 在 USB 3.2 Gen 1x2 主機上，幀率約為 60 fps，可通過串口終端（如 Tera Term）查看。

查看 U3V 輸出（eBus Player 應用程序）

1. 按照 SDK 用戶指南中的說明構建 u3v_inmem 項目。
2. 按照用戶應用程序編程步驟將生成的 .hex 文件編程到 EZ - USB? FX5N。
3. 檢查設備管理器中的 USB 枚舉情況。
4. 打開 eBus Player 應用程序，選擇可用設備并點擊確定。
5. 點擊播放按鈕，觀察視頻流。內部彩條可實現(xiàn)高達約 60 fps 的流式傳輸。

故障排除

如果 EZ - FX? 控制中心未檢測到 EZ - USB? FX5N 設備，可以按下并按住 PMODE 開關（SW2），重置 EZ - USB? FX5N（通過按下 RESET 開關 SW1 或對套件進行電源循環(huán)），然后延遲釋放 PMODE 開關。如果還有其他問題，可以在英飛凌技術支持頁面創(chuàng)建支持請求。

總結

EZ - USB? FX5N DVK (KIT_FX5N_FMC_001) 套件為開發(fā)者提供了一個全面的解決方案，用于開發(fā)視頻和音頻流應用。通過詳細了解套件的內容、安裝、編程和運行等方面，開發(fā)者可以更好地利用這個套件實現(xiàn)自己的項目目標。大家在使用過程中遇到任何問題，歡迎在評論區(qū)交流討論。