EZ-USB™ FX5 DVK (KIT_FX5_FMC_001) 套件开发指南

在当今的电子技术领域，视频和音频的高速、稳定传输是众多应用的关键需求。EZ-USB™ FX5 DVK (KIT_FX5_FMC_001) 套件为我们提供了一个强大的解决方案，可实现视频和音频通过 USB 接口无缝流式传输到主机。今天，我们就来深入了解一下这个套件。

文件下载：Infineon Technologies EZ-USB™ FX5开发套件 (DVK).pdf

一、套件概述

EZ-USB™ FX5 DVK (KIT_FX5_FMC_001) 套件基于英飞凌的 EZ-USB™ FX5 USB 3.2 Gen 1 设备控制器（CYUSB3084 - BZXI），借助现成的 FPGA 附加板和摄像头模块，能将视频和音频流畅地传输到 USB 主机。EZ-USB™ FX5 是一款面向相机、视频、成像和数据采集市场的 5 Gbps 外设控制器，具有双 Arm® Cortex® - M4 和 M0 + 核心 CPU、512 KB 闪存、128 KB SRAM、128 KB ROM 等丰富资源，还支持 USB Type - C 插头方向检测和翻转复用功能，无需外部逻辑。

该套件的主要特点包括：

• 实现视频和音频向 USB 主机的无缝流式传输。
• 支持 USB 总线供电和自供电操作。
• 板载稳压器。

二、套件内容与资料获取

2.1 套件内容

项目	类型	备注
EZ - USBIM FX5 基板	硬件
USB - C 电缆	电缆	每通道支持 5 Gbps，可用于 USB 3.2 Gen 1 应用
快速入门指南（QSG）硬拷贝	文档
套件外壳	包装
泡沫	包装	用于保护和固定套件内物品

2.2 资料下载

可从 EZ - USB™ FX5 套件网页下载 KIT_FX5_FMC_001 套件文档和硬件设计文件，包括快速入门指南、套件用户指南、发行说明，以及原理图、物料清单（BOM）和布局文件等。

三、基板详情与特点

3.1 基板详情

EZ - USB™ FX5 基板有清晰的布局，从顶部和底部视图可以看到各个组件的分布。

3.2 基板特点

• 控制器：采用 EZ - USB™ FX5 控制器，具备强大的数据处理和传输能力。
• 闪存：配备两个 QSPI SPI 闪存，用于存储程序和数据。
• 稳压器：板载 1.8 V 和 3.3 V DC - DC 开关稳压器，为系统提供稳定的电源。
• 启动模式开关：可选择 USB 启动或 SPI 启动模式。
• 连接器：具有 FMC - HPC 夹层连接器，用于连接 FPGA 板；40 针 GPIO 头，可连接 GPIO 附件板；SS USB 端口，支持高达 5 Gbps 的数据传输；FS USB 端口，用于数据记录。

四、软件安装

4.1 下载 SDK

从 EZ - USB™ FX5 套件网页下载 EZ - USB™ FX5 SDK。

4.2 安装软件

• EZ - USB™ 控制中心：从网页下载并安装该应用程序，可能需要管理员权限。
• Pleora eBUS Player：用于 USB3Vision（U3V）视频流，需根据系统版本（Windows 64 位或 32 位）下载并安装。

五、系统设计

5.1 顶层硬件设计

EZ - USB™ FX5 DVK 的框图展示了其整体架构，各组件协同工作，实现视频和音频的传输。

5.2 设计细节

5.2.1 USB - C SS 连接器（J2）

套件通过该连接器与 PC 连接，由 USB 总线供电，PC 的 USB3 端口可通过 VBUS 提供最大 5 V、3 A 的电源。该连接器经过 USB - IF 认证，并配备 TVS 二极管用于 ESD 保护。

5.2.2 模式选择开关（SW2）

用于选择 EZ - USB™ FX5 上电时的启动模式，有 USB 启动和内部闪存启动两种模式。

5.2.3 电源供应

套件由总线供电，可通过移除连接器 J1 引脚 1 - 2 的跳线断开主机 PC 的 VBUS 供应。板上有两个英飞凌的 IR3883MTRPBF 稳压器，分别产生 3.3 V 和 1.8 V 的电压。同时，跳线 J9、J10、J12 和 J13 可用于切换 VDDIO 电源电压。

5.2.4 EZ - USB™ FX5（U1）

作为 5 Gbps 设备控制器，支持 UVC、UAC、U3V 和 USB 厂商类协议，旨在通过现成的 FPGA 附加板和摄像头模块将视频和音频无缝流式传输到 USB 主机。

5.2.5 QSPI 闪存（U6，U7）

两个 256 Mb 的 QSPI 闪存设备，用于存储 FPGA 二进制文件。

5.2.6 FMC HPC 夹层连接器（J8）

用于连接 FPGA 附加板，是一个 400 针、1.27 mm 间距的连接器，支持 ANSI/VITA 57 标准。

5.2.7 GPIO 接口连接器（J5）

可连接 GPIO 附件板，将 EZ - USB™ FX5 的低速外设信号引出，方便连接外部模块。

5.2.8 USB - C 全速连接器（J3）

用于设备编程和调试，外部编程器或调试器通过该连接器与设备的串行线调试（SWD）或 JTAG 接口引脚通信。

5.2.9 SWD 头（J6）

可用于对 EZ - USB™ FX5 设备进行编程，也可用于 JTAG 操作和边界扫描操作。

5.2.10 晶体（Y1）

为 EZ - USB™ FX5 提供 24 MHz 的时钟信号，频率公差为 ±10 ppm，驱动电平为 100 µW。

5.2.11 LED（USER_LED，PWRON）

• LED1（用户 LED）：绿色 LED，连接到 EZ - USB™ FX5 的 GPIO5，用于固件调试。
• LED2（PWR ON）：上电时发光，指示 3.3 V 电源已开启。

六、套件编程

6.1 编程步骤

1. 按照 SDK 用户指南，构建要在套件上编程的代码示例项目。
2. 从安装目录打开 EZ - USB™ FX 控制中心应用程序。
3. 通过套件提供的 USB - C 电缆将 EZ - USB™ FX5 DVK 连接到 PC。
4. 按住 PMODE 开关（SW2），按下 RESET 开关（SW3）重置设备，然后释放 PMODE 开关（SW2）。
5. 等待 EZ - USB™ FX 控制中心实用工具检测到引导加载程序。
6. 点击“FX3G2 USB BL”>“Program”>“Internal Flash”。
7. 导航到代码示例项目的 EZ - USB FX5 Release PackageSDKout 文件夹，选择要编程的十六进制文件并点击“Open”。
8. 等待编程完成，观察日志窗口中的 EZ - USB™ FX5 设备分离消息。

七、运行应用程序

7.1 查看 UVC 输出

1. 按照 SDK 用户指南的说明构建 uvc_inmem 项目。
2. 按照“编程用户应用程序”部分的步骤，用生成的十六进制文件对 EZ - USB™ FX5 进行编程。
3. 打开 Windows 设备管理器，验证 EZ - USB™ FX5 摄像头是否列出。
4. 打开 Windows 相机应用程序，点击翻转相机选项，确保设置窗口中选择的分辨率为 3840X2160，观察视频流。在 USB 3.2 Gen 1 主机上，帧率约为 30 fps，可通过连接 J3 到 PC 的 USB - C FS 电缆，在串行终端（如 Tera Term）上查看调试日志。

7.2 查看 U3V 输出

1. 按照 SDK 用户指南的说明构建 u3v_inmem 项目。
2. 按照“编程用户应用程序”部分的步骤，用生成的十六进制文件对 EZ - USB™ FX5 进行编程。
3. 检查设备管理器中的 USB 枚举情况。
4. 打开 eBus Player 应用程序，选择/连接可用设备（如 FX3G2），点击“OK”。
5. 点击播放按钮，观察视频流。内部彩条的流传输帧率最高可达约 30 fps。

八、故障排除

如果 EZ - FX™ 控制中心未检测到 EZ - USB™ FX5 设备，可按以下步骤操作：

1. 按住 PMODE 开关（SW2）。
2. 重置 EZ - USB™ FX5（按下 RESET 开关 SW1 并释放或对套件进行电源循环）。
3. 延迟后释放 PMODE 开关。

若还有其他问题，可在英飞凌技术支持页面创建支持请求。

EZ - USB™ FX5 DVK (KIT_FX5_FMC_001) 套件为视频和音频传输应用提供了一个全面且强大的解决方案。通过本文的介绍，相信大家对该套件的使用有了更深入的了解。在实际应用中，你是否遇到过类似套件的使用难题？又是如何解决的呢？欢迎在评论区分享你的经验。