如何使用EZ-USB FX2LP CY7C68013A开发大容量存储设备？

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以下是使用EZ-USB FX2LP CY7C68013A开发大容量存储设备的逐步指南：

1. 理解基础架构

• FX2LP核心特点：
  
  
  
  • 支持USB 2.0全速（12 Mbps）和高速（480 Mbps）。
  
  
  • 包含8051微控制器内核，需编写固件实现设备逻辑。
  
  
  • 提供GPIF（通用可编程接口）和Slave FIFO模式，适合与外部存储介质通信。
  
  

2. 准备开发环境

• 所需工具：
  
  
  
  • Keil C51编译器：用于编译8051固件。
  
  
  • Cypress SDK：下载Cypress FX2LP SDK中的开发包。
  
  
  • Cypress Control Center/ CyConsole：用于固件下载和调试。
  
  
  • USB协议分析工具（如Wireshark或USBlyzer）：用于调试USB通信。
  
  

3. 配置USB描述符

修改固件中的USB描述符以匹配Mass Storage Class (MSC)：

// 设备描述符（部分示例）

code USB_DEVICE_DESCRIPTOR device_descriptor = {

  0x12,       // bLength

  0x01,       // bDescriptorType (DEVICE)

  0x0200,     // bcdUSB (USB 2.0)

  0x00,       // bDeviceClass (由接口描述符定义)

  0x00,       // bDeviceSubClass

  0x00,       // bDeviceProtocol

  0x40,       // bMaxPacketSize0 (64 bytes)

  0x1234,     // idVendor (自定义VID)

  0x5678,     // idProduct (自定义PID)

  0x0000,     // bcdDevice

  0x01,       // iManufacturer

  0x02,       // iProduct

  0x03,       // iSerialNumber

  0x01        // bNumConfigurations

};



// 接口描述符

code USB_INTERFACE_DESCRIPTOR interface_descriptor = {

  0x09,       // bLength

  0x04,       // bDescriptorType (INTERFACE)

  0x00,       // bInterfaceNumber

  0x00,       // bAlternateSetting

  0x02,       // bNumEndpoints (Bulk-IN和Bulk-OUT)

  0x08,       // bInterfaceClass (MSC)

  0x06,       // bInterfaceSubClass (SCSI)

  0x50,       // bInterfaceProtocol (Bulk-Only Transport)

  0x00        // iInterface

};



// 端点描述符（Bulk-IN和Bulk-OUT）

code USB_ENDPOINT_DESCRIPTOR endpoints[] = {

  {0x07, 0x05, 0x82, 0x02, 0x0200, 0x00}, // EP2 IN (Bulk, 512 bytes)

  {0x07, 0x05, 0x02, 0x02, 0x0200, 0x00}  // EP2 OUT (Bulk, 512 bytes)

};

4. 实现BOT协议和SCSI命令

• 
  

  Bulk-Only Transport (BOT)流程：

  
  
  
  
  1. 主机发送CBW（Command Block Wrapper）。
  
  
  2. 设备执行命令（如读/写）。
  
  
  3. 设备返回CSW（Command Status Wrapper）。
  
  
  
  


• 
  

  关键SCSI命令处理：

  
  

  void handle_scsi_command(void) {
  
  switch (cbw.CB[0]) {
  
    case SCSI_INQUIRY:
  
      // 返回设备信息（厂商、产品名等）
  
      send_inquiry_data();
  
      break;
  
    case SCSI_READ_CAPACITY:
  
      // 返回存储容量（如512字节/扇区，总扇区数）
  
      send_capacity_data();
  
      break;
  
    case SCSI_READ_10:
  
      // 从存储介质读取数据
  
      read_sectors(cbw.CB[2], cbw.CB[7] << 8 | cbw.CB[8]);
  
      break;
  
    case SCSI_WRITE_10:
  
      // 写入数据到存储介质
  
      write_sectors(cbw.CB[2], cbw.CB[7] << 8 | cbw.CB[8]);
  
      break;
  
    default:
  
      // 返回错误状态
  
      send_csw(CSW_FAILED);
  
      break;
  
  }
  
  }

  
  

5. 存储介质接口

• 
  

  硬件连接：

  
  
  
  
  • 将SD卡/NAND Flash通过GPIO或GPIF连接到FX2LP。
  
  
  • 示例：使用SPI模式连接SD卡，GPIO配置如下：
  
  
  • P1.0: SPI CLK
  
  
  • P1.1: MOSI
  
  
  • P1.2: MISO
  
  
  • P1.3: CS
  
  
  
  


• 
  

  底层驱动：

  
  

  void sd_card_init(void) {
  
  // 初始化SPI和SD卡
  
  SPI_CTRL = 0x20; // 设置SPI时钟分频
  
  SD_CS = 1;
  
  delay_ms(10);
  
  send_sd_command(CMD0, 0, 0x95); // GO_IDLE_STATE
  
  // ...其他初始化步骤
  
  }

  
  

6. 调试与测试

1. 
   

   枚举测试：

   
   
   
   
   • 使用USBlyzer查看设备是否正确识别为MSC设备。
   
   
   • 检查描述符是否匹配（类代码0x08，子类0x06，协议0x50）。
   
   
   
   


2. 
   

   命令测试：

   
   
   
   
   • 发送READ_CAPACITY命令，确认返回的容量数据正确。
   
   
   • 使用dd（Linux）或WinHex（Windows）执行读写测试。
   
   
   
   


3. 
   

   性能优化：

   
   
   
   
   • 调整GPIF波形以提高传输速度。
   
   
   • 使用双缓冲或多块传输减少延迟。
   
   
   
   

7. 参考资料

• 文档：
  
  
  
  • USB Mass Storage Class Specification
  
  
  • EZ-USB FX2LP Technical Reference Manual
  
  


• 示例代码：
  
  
  
  • 参考Cypress SDK中的fw/bulkloop示例，修改为MSC逻辑。
  
  

通过以上步骤，您可以将FX2LP配置为一个大容量存储设备。如果遇到具体问题（如命令超时或数据错误），请进一步分析USB日志或检查存储介质的底层驱动！