【OpenOCD 与 FT4232H 专栏 4 -- FT4232H 实现 USB 转 GPIO】

文章目录

    • [FT4232H 概述](#FT4232H 概述)
      • [MPSSE 功能](#MPSSE 功能)
      • 应用示例
      • [GPIO 控制](#GPIO 控制)
      • [通道 C 和 D 配置](#通道 C 和 D 配置)
      • 典型应用

FT4232H 概述

FT4232H 是一款由 FTDI 提供的多功能 USB 转串行接口芯片,广泛应用于各种电子和嵌入式系统中。它具有四个独立的通道,每个通道可以配置为不同的模式以支持多种通信协议。

FT4232H 拥有四个通道(Channel A、B、C 和 D),每个通道都可以被配置为不同的接口模式。特别的是,Channel A 和 Channel B 每个都配备了一个多协议同步串行引擎(MPSSE),这使得它们能够支持多种串行通信协议。

MPSSE 功能

MPSSE (Multi-Protocol Synchronous Serial Engine)是 FT4232H 的一个核心特性,具备以下功能:

  • 支持多种协议:MPSSE 可以配置为多种行业标准的串行接口协议,比如 JTAG、I2C 和 SPI。此外,还可以实现自定义的总线协议。

  • 可编程性:用户可以通过编程的方式灵活地配置 MPSSE,使其满足特定的应用需求。

应用示例

  1. FPGA 配置
    • 例如,FT4232H 的 Channel A 可以连接到诸如 Altera 或 Xilinx 提供的 SRAM 可配置 FPGA。
    • 在上电时,FPGA 通常是未配置的(即没有定义功能)。
    • 运行在 PC 上的应用软件可以利用 MPSSE 通过 USB 向 FPGA 下载配置数据。这些数据定义了设备在上电时的硬件功能。
  2. 多任务处理
    • 当一个通道(例如 Channel A)用于 FPGA 配置时,另一个通道(例如 Channel B)仍可用于其他串行接口功能。
    • 这使得 FT4232H 能够在一个设备中执行多种任务。

GPIO 控制

除了串行协议支持外,每个 MPSSE 通道还可以用于控制多个 GPIO 引脚。配置为 GPIO 模式时,可以根据应用需求灵活定义输入输出信号。

USB 转 GPIO 利用的是 FT4232H 的 MPSSE模式。FT4232H虽然有 4 路 UART,但是只能支持2路MPSSE(Channel A和Channel B)。

  • 其中Channel A对应ADBUS0 ~ ADBUS7;
  • Channel B对应BDBUS0 ~ BDBUS7.

即FT4232H最多可以操作16个GPIO(注意,FT2232H最多可以操作32个GPIO,每个Channel可以多控制8个GPIO)。

通道 C 和 D 配置

  • 异步串行接口:在 MPSSE 模式下,Channel C 和 Channel D 可以被配置为异步串行接口(如 RS232、RS422、RS485)。

  • Bit-Bang 模式:这两条通道也可以配置为 Bit-Bang 模式,允许用户对引脚状态进行直接控制,实现自定义接口。

  • 混合模式:Channel C 和 D 还支持模式的组合,满足更复杂的设计需求。

典型应用

FT4232H 广泛用于开发和调试环境中,尤其是在需要多种通信协议的场景下。其多协议支持和灵活配置使其成为开发嵌入式系统时的强大工具。通过 USB 接口,FT4232H 可以方便地与电脑相连,用于设备配置、通信和控制。

总之,FT4232H 通过其强大的功能和灵活的配置选项,为设计者提供了实现复杂系统通信的可能性。其多协议支持、四通道设计和丰富的接口选择,使其能够满足广泛的应用需求。

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