探索V2DIP1 - 64 VNCL2 - 64Q开发模块：解锁USB技术新可能

在电子设计的世界里，开发模块就像是一把把钥匙，能帮助工程师们快速开启各种设计的大门。今天，我们就来深入了解一下Future Technology Devices International Ltd（FTDI）推出的V2DIP1 - 64 VNCL2 - 64Q开发模块，看看它究竟有哪些独特之处。

文件下载：V2DIP1-64.pdf

一、模块简介

V2DIP1 - 64模块专为使用VNC2 - 64Q IC进行快速设计开发而打造。它采用PCB设计，能完美适配60针、0.8英寸宽、0.1英寸间距的DIP插座。通过其IO总线引脚，该模块可让我们轻松访问VNC2 - 64Q设备的UART、并行FIFO和SPI接口引脚，还能通过A型USB连接器访问一个USB端口。

VNC2作为FTDI的Vinculum系列嵌入式双USB主机控制器设备的第二代产品，具备强大的USB主机接口能力，支持多种USB设备类，如BOMS（仅批量大容量存储）、打印机、HID（人机接口设备）等。对于像USB闪存驱动器这样的大容量存储设备，VNC2还能透明处理FAT文件结构。此外，它还可通过UART、SPI或并行FIFO接口与非USB设备（如低成本微控制器）进行通信，为那些之前缺乏硬件资源的产品提供了一种经济高效的USB主机功能解决方案。

二、模块特性

1. 核心芯片

采用FTDI的VNC2 - 64Q嵌入式USB主机控制器IC设备，为模块的高性能运行提供了坚实基础。

2. USB接口

配备单个A型USB接口，可与USB外围设备进行交互。若有需要，还可通过模块引脚提供第二个USB接口端口。

3. 多接口编程

UART、并行FIFO和SPI接口可通过编程选择可用的I/O引脚，增加了设计的灵活性。

4. 电源供应

支持从DIL连接器输入5V电源，也可通过USB VBUS从机接口或调试器模块提供5V电源。同时，还能为外部逻辑提供3.3V / 200mA的辅助电源输出。

5. 信号引出

所有VNC2信号都可通过0.8英寸宽、0.1英寸间距的DIL公连接器引出，方便我们进行连接和测试。

6. 状态指示

具备电源和流量指示灯，让我们能直观了解模块的工作状态。

7. 环保设计

该模块为无铅、符合RoHS标准的开发模块，符合环保要求。

8. 调试接口

可通过DIL引脚或6针公头接口连接到单独的调试器模块，方便进行调试。

9. 固件升级

支持通过UART或调试器接口进行固件升级，让模块能不断适应新的需求。

10. 软件开发套件

提供FOC软件开发套件，包含编译器、链接器、调试器和汇编器等工具，并集成在易于使用的集成设计环境GUI中，方便我们创建定制化固件。

三、引脚与信号说明

1. 模块引脚布局

模块的引脚布局有顶视图和底视图两种展示方式，这有助于我们在实际设计中准确地进行连接和布线。

2. 引脚信号描述

文档详细列出了每个引脚的信号名称、PCB上的引脚名称、类型和描述。例如，J1 - 1引脚对应的VNC2信号名称为IOBUS26，在PCB上的引脚名称为IO26，类型为I/O，是5V安全双向数据/控制总线的第26位。通过这些详细信息，我们能清晰地了解每个引脚的功能，从而进行合理的设计。

3. 默认接口I/O引脚配置

VNC2 - 64Q设备在出厂时没有预装任何固件，因此IOMUX会提供默认的引脚配置。这些配置涵盖了UART接口、SPI从机接口、SPI主机接口、并行FIFO接口和调试器接口等不同模式下的引脚分配，为我们的设计提供了参考。

四、接口模式详解

1. UART接口

当数据和控制总线配置为UART模式时，该接口实现了一个具有流控制的标准异步串行UART端口，支持300波特到3M波特的波特率。文档中还详细说明了UART信号可选择的I/O引脚，以及每个信号的类型和描述。例如，uart_txd是输出信号，用于传输异步数据，可选择的引脚有J2 - 14、J1 - 17等。

2. SPI接口

VNC2 - 64Q有一个SPI主机模块和两个SPI从机模块。SPI从机和主机信号都可通过编程选择可用的I/O引脚，文档中分别列出了每个信号可选择的引脚、类型和描述。比如，spi_s0_clk是SPI从机时钟输入信号，可选择的引脚有J2 - 14、J1 - 17等。

3. 并行FIFO接口

异步模式

该模式下的并行FIFO接口具有一个8位并行数据总线、独立的读写选通信号和两个硬件流控制信号。文档详细说明了每个信号可选择的I/O引脚、类型和描述，还给出了异步FIFO模式读写周期的时序图和相关的时间参数。例如，fifo_rxf#是输出信号，当为高电平时表示FIFO中没有可用数据，不能读取；当为低电平时，可通过选通fifo_rd#读取数据。

同步模式

同步模式下的并行FIFO接口除了具有异步模式的信号外，还增加了输出使能和时钟输出信号。文档同样给出了这些信号可选择的I/O引脚、类型和描述，以及同步FIFO模式读写周期的时序图和时间参数。例如，fifo_oe#是输出使能信号，用于使能当前FIFO数据字节。

4. 调试器接口

调试器接口的目的是提供对VNC2芯片/固件调试器的访问。我们可以通过DIL连接器上的相应引脚或连接调试模块到J3连接器来访问调试器。调试模块通过USB连接到PC，借助集成开发环境（IDE）提供调试功能，如闪存擦除、写入和编程，应用程序调试（设置断点、单步执行和暂停）以及详细的内部调试（内存和寄存器读写访问）。文档还列出了调试器接口引脚J3的信号和引脚描述。

五、固件相关

1. 固件支持

V2DIP1 - 64上的VNC2可使用Vinculum II固件开发工具链创建的自定义固件进行编程，也可使用各种预编译的固件配置文件，方便设计师轻松更改芯片的功能。具体的预编译固件详细信息可参考FTDI网站。

2. 可用固件

目前可用的V2DAP固件支持单闪存磁盘和通用USB外设的USB主机功能，还提供可选择的UART、FIFO或SPI接口命令监视器。同样，更多详细信息可在FTDI网站查询。

3. 固件升级

可参考调试器接口部分的内容来更新固件。

六、外部电路配置与机械尺寸

1. 增加第二个USB端口

文档给出了添加第二个USB主机端口及USB活动LED的外部电路配置图，为我们扩展模块功能提供了指导。

2. 机械尺寸

提供了V2DIP1 - 64的顶视图和侧视图尺寸图，所有尺寸的公差为±0.20mm（间距除外），方便我们在设计外壳或进行布局时参考。

七、总结

V2DIP1 - 64 VNCL2 - 64Q开发模块凭借其丰富的特性、灵活的接口配置和完善的固件支持，为电子工程师们提供了一个强大的开发平台。无论是开发USB相关的产品，还是进行嵌入式系统设计，该模块都能发挥重要作用。希望通过本文的介绍，能让大家对这个模块有更深入的了解，在实际设计中更好地运用它。大家在使用过程中遇到过哪些有趣的问题或挑战呢？欢迎在评论区分享。