张 聪，张 涛

(1.中国科学院空间应用工程与技术中心，北京100094;2.中国科学院光电研究院，北京100094;3.中国科学院大学，北京100049)

在高速数据采集领域常常需要将前端设备采集到的高速数据通过高速接口实时传输给计算机，目前主要使用PCI 总线接口传输数据，但这种方式成本高昂、结构复杂、便携性差，若采用新一代的USB3.0 接口则可以解决这些问题。USB3.0 接口在保留其固有优势的基础上极大的提高了数据传输带宽，十分适合应用于高速数据采集领域。USB3.0 设备控制器的固件设计是开发USB3.0 接口的关键，本文重点介绍了USB3.0 接口设备控制器的固件设计原理和方法。

1 EZ-USB FX3 芯片简介

EZ-USB FX3(CYUSB3014)是Cypress 公司生产的符合USB 3.0 标准的设备控制器，利用EZ-USB FX3 可以很容易的把USB 3.0 通信端口集成到任何电子系统中，使得系统能够与计算机实现高速连接。由于USB 3.0 传输带宽大、效率高，很适合应用于对数据传输的速度和实时性要求较高的场合，例如高速图像数据采集、高速光纤数据采集等领域。

FX3 拥有一个高性能的32 bit 的微处理器内核ARM926EJS，该内核的工作频率可达200 MHz，使得FX3 能够用在对数据处理要求较高的地方。芯片内部还集成了一个512 Kbyte 容量的内部系统存储器(SRAM)，用来存储代码、配置参数，同时作为芯片内部DMA 通道的缓冲区。FX3 支持多种外围接口，包括高速的USB 接口、第二代通用可编程接口GPIFII，除此之外还有常用的UART 接口、SPI 接口、I2C 接口、I2S 接口以及普通的GPIO 接口。

FX3 的USB 模块集成了符合USB3.0 规范1.0版的USB3. 0 和USB2. 0 外设、符合PIPI3. 0 的5 Gbit/s 带宽的USB3.0 PHY、符合OTG 补充标准2.0 版的高速OTG 主机和外设、32 个物理端点，另外它还支持充电电池规范1.1 和辅助充电适配器检测功能。……