FIFO通讯速率> 30MB/s,CH346保障FPGA与PC的高速通道稳定高效

在当今数据密集型应用中,FPGA因其强大的并行处理能力和可编程特性已成为高速数据处理的核心器件。然而如何高效连接FPGA与主机系统,实现可靠的高速数据传输,一直是工程师面临的挑战。

传统解决方案往往受限于传输速度、系统复杂度或成本因素,直到国产芯片CH346的出现------这款专为高速互联优化的USB接口转换芯片*,凭借其卓越的FIFO接口性能,正成为FPGA开发者的新宠。

FIFO接口:FPGA与外部世界的桥梁

在FPGA系统设计中,先进先出(FIFO)存储器是解决跨时钟域数据传输和速率匹配问题的核心技术。当FPGA需要与外部设备(如计算机)进行大数据量交换时,FIFO接口提供了理想的缓冲机制:

异步操作:允许FPGA和外部设备使用各自独立的时钟域,避免复杂的时钟同步问题

弹性缓冲:吸收突发数据,防止因瞬时速率不匹配导致的数据丢失

简化时序:通过空/满状态信号实现流控制,降低接口设计复杂度

在高速数据采集、视频处理和工业控制等场景中,FPGA通常需要将海量数据传至上位机进行分析存储。此时,USB转FIFO桥接芯片的性能直接决定了整个系统的吞吐能力。

**CH346:**高速USB转FIFO&SPI&UART接口芯片

CH346是一款480Mbps高速USB2.0的接口转换芯片,实现USB转高速FIFO并口、2路全功能高速异步串口、高速SPI同步串行接口,芯片提供3种工作模式,可支持其中一种或两种接口,需根据实际的应用需要灵活选用。

关键性能参数令人印象深刻:

FIFO并口传输速度可达每秒30M字节以上, SPI接口时钟频率支持50MHz,串口最高波特率支持15Mbps

CH346在电源设计上独具匠心,其VIO引脚(1.8V-3.3V)支持与FPGA I/O电压直接匹配,无需额外的电平转换电路。无论是采用5V还是3.3V供电系统,仅需简单配置即可实现电压适配。

CH346与FT232HL的全面对比

在USB接口芯片市场,FTDI公司的FT232HL一直是传统选择。但当我们将CH346与FT232HL进行专业对比时,CH346在多方面展现出竞争优势:

  1. 速度与效率

CH346实测FIFO持续传输速率超过30MB/s,接近USB 2.0高速模式的理论极限。SPI通讯速率50MHz,串口最高波特率15Mbps。

FT232HL虽标称同步FIFO模式可达40MB/s,但实际应用中常受限于较小的缓冲区设计,难以维持稳定高速。SPI通讯速率30MHz,串口最高波特率12Mbps。

  1. 接口深度优化

CH346的FIFO接口提供专用硬件流控信号(RDNE读FIFO非空、WRNF写FIFO非满),实现更精细的传输控制。

相比之下,FT232HL采用通用FIFO接口,缺少这些专为高速传输优化的状态信号

  1. 电压适应性

CH346的VIO独立供电设计(1.2V/1.8V/2.5V/3.3V)完美匹配现代低功耗FPGA的I/O电压

FT232HL的I/O电压固定在3.3V,连接低电压FPGA时需额外电平转换芯片,增加了复杂度和成本

  1. 系统集成简易性

CH346采用单芯片解决方案,内置3.3V和1.2V LDO稳压器。支持内置/外置时钟,内置EEPROM,显著减少外围元件数量。

FT232HL需要更复杂的外部电路支持,PCB布局面积增加约30%

  1. 经济性

市场数据显示,CH346价格较FT232HL低,为成本敏感型项目提供高性价比选择

实战演示:FPGA通过CH346实现高速数据采集

以下是一个基于Xilinx FPGA和CH346的实际应用案例,展示如何构建高速数据采集系统:

高速USB转FIFO&SPI&UART接口芯片CH346应用与设计指南-CSDN博客

为什么FPGA项目应选择CH346?

经过全面技术分析和实际验证,CH346在FPGA高速接口方案中具有多重优势:

性能卓越:30MB/s+的稳定传输速度满足绝大多数高速数据采集需求

设计简化:独立VIO电源管理和精简接口信号降低设计复杂度

成本优化:相比进口芯片显著降低BOM成本

生态完善:提供Windows/Linux/Android/macOS全平台驱动支持

国产可靠:本土设计生产,供货稳定,技术支持响应迅速

随着FPGA在5G通信、人工智能和工业物联网领域的广泛应用,高效的数据传输接口已成为系统设计的瓶颈。CH346通过其优化的FIFO接口,为FPGA与主机系统之间架设了一条高速、稳定、经济的数据通道。

无论是高速数据采集系统、实时图像处理设备还是工业控制平台,CH346都能提供出色的连接解决方案。其性能指标不仅匹敌甚至超越国际同类产品,更在电源灵活性、接口友好度和成本控制上展现了国产芯片的独特优势。