基于CY7C68013A usb转mdio win10 64bit

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1、芯片简介：

目前市场上主流的实现USB通信的方案主要是基于stm32(基于目前比较流行的DAPLink方案)/ft232/ch341等，CY7C68013A芯片历史较久，价格也相对偏高但USB通信设计的方法应该都是一致的。

手上正好有一块下图的开发板：说明：图中蓝色的双刀按钮存在明显接触不良的现象，建议直接将其短路

说明：目前使用win10 64bit的机器开发上述开发板并未发现有任何驱动问题

CY7C68013A:可以简单理解为带有USB接口8051芯片

 

开发环境配置：

使用的还是2008年的版本

也有更新一点的版本：需要去官网查找，感觉用法应该差不多

建议默认安装在c盘，这样自带的示例可以直接在keil2中编译，不需要需改工程路径

   

2、USB 4种通信方式及端点配置：

     USB设备驱动向USB控制器驱动请求的每次传输被称为一个事务（Transaction），事务有四种类型，分别是Bulk Transaction、Control Transaction、Interrupt Transaction和Isochronous Transaction。

   可以看到内部空间划分如下：

   

端点配置：

   全速只用64字节，高速用512，一共支持12中配置模式如下：一般端点0用于控制,EP1用于中断，EP2468用于bulk,iso.

 

 12种配置方式：

 

3、实现方式：

    bulkloop入门

    使用的参考例程基于bulkloop修改而来：

    但没有使用bulk的通信模式，而是利用的control通信模式

    打开bulkloop的keil工程，这样的模板里我们只需要关注两个函数：

   TD_Init()函数，只执行一次，在末尾增加我们需要的初始化代码（比如Port的设置）：

void TD_Init(void)             // Called once at startup
{// set the CPU clock to 48MHzCPUCS = ((CPUCS & ~bmCLKSPD) | bmCLKSPD1) ;// set the slave FIFO interface to 48MHzIFCONFIG |= 0x40;// default: all endpoints have their VALID bit set// default: TYPE1 = 1 and TYPE0 = 0 --> BULK  // default: EP2 and EP4 DIR bits are 0 (OUT direction)// default: EP6 and EP8 DIR bits are 1 (IN direction)// default: EP2, EP4, EP6, and EP8 are double buffered// we are just using the default values, yes this is not necessary...EP1OUTCFG = 0xA0;EP1INCFG = 0xA0;SYNCDELAY;                  EP2CFG = 0xA2;SYNCDELAY;                    EP4CFG = 0xA0;SYNCDELAY;                    EP6CFG = 0xE2;SYNCDELAY;                    EP8CFG = 0xE0;// out endpoints do not come up armed// since the defaults are double buffered we must write dummy byte counts twiceSYNCDELAY;                    EP2BCL = 0x80;                // arm EP2OUT by writing byte count w/skip.SYNCDELAY;                    EP2BCL = 0x80;SYNCDELAY;                    EP4BCL = 0x80;                // arm EP4OUT by writing byte count w/skip.SYNCDELAY;                    EP4BCL = 0x80;    // enable dual autopointer featureAUTOPTRSETUP |= 0x01;
//OEA=0x7F;IOA=0xFc;}

   TD_Poll()函数，会被一直循环，可以不断查询状态寄存器，根据其结果执行需要的功能，bulkloop便是基于此方式实现

void TD_Poll(void)              // Called repeatedly while the device is idle
{WORD i;WORD count;//if(!(EP2468STAT & bmEP2EMPTY)){ // check EP2 EMPTY(busy) bit in EP2468STAT (SFR), core set's this bit when FIFO is emptyif(!(EP2468STAT & bmEP6FULL)){  // check EP6 FULL(busy) bit in EP2468STAT (SFR), core set's this bit when FIFO is fullAPTR1H = MSB( &EP2FIFOBUF );APTR1L = LSB( &EP2FIFOBUF );AUTOPTRH2 = MSB( &EP6FIFOBUF );AUTOPTRL2 = LSB( &EP6FIFOBUF );count = (EP2BCH << 8) + EP2BCL;// loop EP2OUT buffer data to EP6INfor( i = 0x0000; i < count; i++ ){// setup to transfer EP2OUT buffer to EP6IN buffer using AUTOPOINTER(s)EXTAUTODAT2 = EXTAUTODAT1;}////EP6BCH = EP2BCH;  SYNCDELAY;  EP6BCL = EP2BCL;        // arm EP6INSYNCDELAY;                    EP2BCL = 0x80;          // re(arm) EP2OUT}}if(!(EP2468STAT & bmEP4EMPTY)){ // check EP4 EMPTY(busy) bit in EP2468STAT (SFR), core set's this bit when FIFO is emptyif(!(EP2468STAT & bmEP8FULL)){  // check EP8 FULL(busy) bit in EP2468STAT (SFR), core set's this bit when FIFO is fullAPTR1H = MSB( &EP4FIFOBUF );APTR1L = LSB( &EP4FIFOBUF );AUTOPTRH2 = MSB( &EP8FIFOBUF );AUTOPTRL2 = LSB( &EP8FIFOBUF );count = (EP4BCH << 8) + EP4BCL;// loop EP4OUT buffer data to EP8INfor( i = 0x0000; i < count; i++ ){// setup to transfer EP4OUT buffer to EP8IN buffer using AUTOPOINTER(s)EXTAUTODAT2 = EXTAUTODAT1;}EP8BCH = EP4BCH;  SYNCDELAY;  EP8BCL = EP4BCL;        // arm EP8INSYNCDELAY;                    EP4BCL = 0x80;          // re(arm) EP4OUT}}
}

 

    上位机与固件修改：

    使用控制节点发送verdor req命令执行：简单测试并不需要编写上位机及驱动直接利用自带的开发工具即可

   固件：对DR_VendorCmnd()函数做修改来实现mdio的读写命令，该命令对应的操作按钮为：

     有一些命令似乎芯片默认已经使用，如下表，因此选择了0x20(仅测试返回固定值)开始，写0x21/读0x22

修改如下：

BOOL DR_VendorCmnd(void)
{WORD w0;WORD		addr, len, bc;WORD		ChipRev;WORD i;switch(SETUPDAT[1]){ //TPM handle new commandscase 0x20:*EP0BUF = 0x15;EP0BCH = 0;EP0BCL = 1; // Arm endpoint with # bytes to transferEP0CS |= bmHSNAK; // Acknowledge handshake phase of device requestbreak;case 0x21://write eth mdio*EP0BUF = SETUPDAT[2];*(EP0BUF+1) = SETUPDAT[3];*(EP0BUF+2) = SETUPDAT[4];*(EP0BUF+3) = SETUPDAT[5];*(EP0BUF+4) = SETUPDAT[6];*(EP0BUF+5) = SETUPDAT[7];*(EP0BUF+6) = g_data0;*(EP0BUF+7) = g_data0>>8;//w0 = 0;w0 = SETUPDAT[5];w0 = w0<<8;w0 = w0 + SETUPDAT[4];eth_mdio(1,SETUPDAT[2],SETUPDAT[3],w0);EP0BCH = 0;EP0BCL = 8; // Arm endpoint with # bytes to transferEP0CS |= bmHSNAK; // Acknowledge handshake phase of device requestbreak;case 0x22://read eth mdioeth_mdio(0,SETUPDAT[2],SETUPDAT[3],0);*EP0BUF = SETUPDAT[2];*(EP0BUF+1) = SETUPDAT[3];*(EP0BUF+2) = SETUPDAT[4];*(EP0BUF+3) = SETUPDAT[5];*(EP0BUF+4) = SETUPDAT[6];*(EP0BUF+5) = SETUPDAT[7];*(EP0BUF+6) = eth_mdio_rdata>>8;*(EP0BUF+7) = eth_mdio_rdata;//data0//*(EP0BUF+6) = g_data0;//*(EP0BUF+7) = g_data0>>8;EP0BCH = 0;EP0BCL = 8; // Arm endpoint with # bytes to transferEP0CS |= bmHSNAK; // Acknowledge handshake phase of device requestbreak;default:break;}return(FALSE); // no error; command handled OK
}

注意点：

最终实现接口如下:

读一个mdio地址

写一个mdio地址:

实际测试结果：和FPGA读出的数据一致，功能正常实现，基于此方案还可以类似开发spi/i2c等接口功能

    mdio时序：

    类似于i2c但又不是，所以直接使用gpio模拟实现，而没有使用i2c控制器

    简单概括就是下降沿写数据，上升沿读数据，由于我们的时钟不是一直有而是通过固定的循环模拟出来的，所以

    同时注意在读写的前后多插入一些时钟，手册要求至少32个时钟的Pre

    另外注意SDA的空闲状态默认设置为输入，68013芯片端口结构如下：(读写数据时需要切换端口的输入输出方向) /C:\Cypress\USB\doc\FX2LPEZ-USB_TRM.pdf

gpio-mdio example:其中PA7-SDA PA6-SCL

WORD eth_mdio_rdata = 0;
WORD g_data0;
//40kHz 
void eth_mdio(unsigned char wr,unsigned char phyaddr,unsigned char regaddr,WORD w0)
{WORD a=0;WORD data0;WORD data1;unsigned char b =0;unsigned char c = 0;unsigned char d = 0;unsigned char e =0;unsigned char f =0;unsigned char g =0;unsigned char t0;unsigned char t1;unsigned char t2;//wr+phyaddr+reg+data   or read +phyaddr+reg//PA7 SDA//PA6 SCL out OEA=0xFF;IOA=0xFe;//phyaddr = phyaddr & 0x1f;t1 = (phyaddr >> 1) & 0xf;if(wr == 1){t0 = 0x50+t1;}else {t0 = 0x60+t1;}if( (phyaddr & 0x01) == 0x1)t2 = 0x80;elset2 = 0;//regaddr = regaddr & 0x1f;regaddr = regaddr << 2;t2 = t2 + regaddr ;t2 = t2 | 0x02;//   data0 = t0;data0 = data0 <<8;data0 += t2;//g_data0 = data0;//f= 0;g= 0;for(a=0;a<500;a++){//if(b==0) IOA |= (1<<6);  //1else IOA &= (~(1<<6));   //0if(c) b = ~b;c = ~c;//if(e>=33){if( g==0 ){if(d == 1) //negedge out data{if(f == 14 ){if(wr ==0) OEA=0x7F;//IOA=0xFe;}else if(f == 15 ){if(wr ==0) g = 1;}else if(f == 16 ){if(wr ==1)  data0 = w0;}else ;//if( (data0 & 0x8000) == 0x8000)IOA |= (1<<7);  //1elseIOA &= (~(1<<7));//0 //data0 = data0 << 1;f = f+1;      }}else{// read dataif(d == 0){if( (IOA & 0x80) == 0x80 )data1 |= 0x0001;else data1 &= 0xfffe;//if(f < 31)data1  = data1 <<1;f = f+1;}}} //d= d+1;if(d == 4) {d =0;e = e+1;if(f == 32)  goto ENDA;}}ENDA:for(a=0,b=0,c=0;a<4*32;a++){//if(b==0) IOA |= (1<<6);  //1else IOA &= (~(1<<6));   //0if(c) b = ~b;c = ~c;}eth_mdio_rdata = data1;//OEA=0x7F;IOA=0xFF;}

 需要注意的是：对于keil2工具在做判断时不能写成

 if( (phyaddr & 0x01) )

 而应该

 if( (phyaddr & 0x01) == 0x1)

 个人觉得两者本身没有区别，但编译器存在bug只有第二种可正常执行。

 

4、操作步骤：

  

     首先断开外部E2PROM(也就是把J2接上使芯片识别不到，使用的24LC128的寻址为001，短上后就变成000)，这是后板卡会被芯片按默认状态识别：

     当板卡被正常识别后如果需要固化到E2PROM我们还要再将J2拔掉（否则提示没有EEPROM），点击选择hex转换成iic文件来固化程序

  （c:\cypress\usb\bin\hex2bix -i -f 0xC2 -o bulkloop.iic bulkloop.hex）。

安装包配套资料还是比较全面的，我们主要用的就两个一个Download（选择hex,下载RAM中调试，只要不断电程序会一致保留）/一个Lg EEPROM（选择iic,固化程序，需要接上EEPROM）

  芯片启动方式说明：

 上电后芯片会检测EEPROM,如果第一个字节是0xc0就使用EEPROM中的VID/PID/DID，如果是0xc2就会将EEPROM加载到内部RAM执行，

否则使用内部的默认VID/PID/DID启动。

5、参考：

4种通信方式：

https://blog.csdn.net/clarkness/article/details/87349669

https://blog.csdn.net/kof2019/article/details/77774679