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

文章目录

• • FT4232H 概述
  • • MPSSE 功能
    • 应用示例
    • GPIO 控制
    • 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。