EZ-USB? FX10 DVK (KIT_FX10_FMC_001) 套件指南：助力視頻音頻流應用開發

在當今的電子設備領域，視頻和音頻的流暢傳輸是眾多應用的關鍵需求。英飛凌的 EZ-USB? FX10 DVK (KIT_FX10_FMC_001) 套件為我們提供了一個強大的解決方案，可實現視頻和音頻無縫流式傳輸到 USB 主機。今天，我們就來深入了解一下這個套件。

文件下載：Infineon Technologies EZ-USB? FX10開發套件 (DVK).pdf

套件概述

EZ-USB? FX10 DVK (KIT_FX10_FMC_001) 套件基于英飛凌的 EZ-USB? FX10 USB 3.2 Gen 2X1 設備控制器（CYUSB4014 - BZXI），借助現成的 FPGA 附加板和攝像頭模塊，能將視頻和音頻流暢地傳輸到 USB 主機。EZ-USB? FX10 是一款 10 Gbps 的設備控制器，具有雙 Arm? Cortex? - M4 和 M0 + 核心 CPU、512 KB 閃存、128 KB SRAM、128 KB ROM、七個串行通信塊（SCBs）、加密加速器以及高帶寬數據子系統，可在 LVDS 和 USB 端口之間實現高達 10 Gbps 的 DMA 數據傳輸。此外，高帶寬數據子系統還包含 1 MB SRAM，用于為 USB 數據提供緩沖。它還支持 USB Type - C 插頭方向檢測和翻轉復用功能，無需外部邏輯。

套件關鍵特性

• 無縫流式傳輸：能夠將視頻和音頻無縫流式傳輸到 USB 主機。
• 供電模式多樣：支持 USB 總線供電和自供電操作。
• 板載調節器：配備板載調節器，方便使用。

套件內容

安裝套件軟件

在使用套件之前，我們需要安裝相關軟件。這些軟件的安裝可能需要管理員權限。

1. EZ - USB? 控制中心：從 EZ - USB? FX10 套件網頁下載并安裝 EZ - USB FX 控制中心應用程序。
2. Pleora eBUS Player：對于 USB3Vision (U3V) 視頻流，根據系統版本（Windows 64 位或 32 位）下載并安裝 Pleora eBUS Player。

系統設計

頂層硬件設計

EZ - USB? FX10 基板由 USB - C 電纜連接到 PC 進行總線供電。為了展示套件和 FPGA 的完整功能，需要將附加板連接到 EZ - USB? FX10 DVK。

EZ - USB? FX10 DVK 詳細設計

USB - C SS 連接器 (J2)

套件通過 USB - C SS 連接器和隨附的 USB - C 電纜與 PC 連接。PC 的 USB3 端口可通過 VBUS 提供最大 5 V、3 A 的電源。該連接器經過 USB - IF 認證，并配備 TVS 二極管以防止 ESD。

模式選擇開關 (SW2)

電源供應

EZ - USB? FX10 (U1)

這是一個 10 Gbps 的設備控制器，支持 UVC、UAC、U3V 和 USB 供應商類協議，旨在通過現成的 FPGA 附加板和攝像頭模塊將視頻和音頻無縫流式傳輸到 USB 主機。

QSPI 閃存 (U6, U7)

套件有兩個英飛凌的 256 Mb QSPI 閃存設備，當 DVK 與 FPGA 板連接時，可用于存儲 FPGA 二進制文件。

FMC HPC 夾層連接器 (J8)

用于與附加的 FPGA 板連接，是一個 400 引腳、1.27 mm 間距的連接器，支持 ANSI/VITA 57 標準。

GPIO 接口連接器 (J5)

用于連接 GPIO 附件板，EZ - USB? FX10 的所有低速外設信號都連接到該連接器。

USB - C 全速連接器 (J3)

EZ - USB? FX10 的調試訪問端口 (DAP) 通過該連接器與外部編程器或調試器通信。

SWD 頭 (J6)

可用于對 EZ - USB? FX10 設備進行編程，J6 與 J14 可用于 JTAG 操作，也可用于邊界掃描操作。

晶體 (Y1)

EZ - USB? FX10 需要一個 24 MHz 的晶體來生成操作時鐘，容差為 ±10 ppm，驅動電平為 100 μW。

LED (USER_LED, PWRON)

• LED1 (用戶 LED)：連接到 EZ - USB? FX10 的 GPIO5，是一個由應用程序/固件控制的 LED，用于固件調試。
• LED2 (PWR ON)：上電時亮起綠色，指示 3.3 V 電源已開啟。

編程套件

套件預裝了內部彩條固件，可在無需 FPGA 板的情況下流式傳輸 4K UVC 彩條視頻。如果需要更改固件，可按以下步驟操作：

1. 按照 SDK 用戶指南，構建要在套件上編程的代碼示例項目。
2. 從安裝目錄打開 EZ - USB? FX 控制中心應用程序。
3. 通過套件提供的 USB - C 電纜將 EZ - USB? FX10 DVK 連接到 PC。
4. 按住 PMODE 開關 (SW2) 并按下復位開關 (SW3) 復位設備，然后釋放 PMODE 開關 (SW2)。
5. 等待 EZ - USB? FX 控制中心實用工具檢測到引導加載程序。
6. 點擊 FX3G2 USB BL > 點擊 Program > 點擊 Internal Flash。
7. 導航到 EZ - USB FX10 Release PackageSDKout 文件夾，選擇要編程的十六進制文件并點擊 Open。
8. 等待編程完成，觀察 EZ - USB? FX10 設備分離消息在日志窗口中顯示。

運行應用程序（內部彩條）

使用 Windows 相機應用程序查看 UVC 輸出

1. 按照 SDK 用戶指南中的說明構建 uvc_inmem 項目。
2. 按照“編程用戶應用程序”部分的步驟用生成的 .hex 文件對 EZ - USB? FX10 進行編程。
3. 打開 Windows 設備管理器，驗證 EZ - USB? FX10 相機是否列出。
4. 打開 Windows 相機應用程序，點擊翻轉相機選項，確保在設置窗口中選擇的分辨率為 3840X2160，觀察視頻流。在 USB 3.2 Gen 2X1 主機上，幀率約為 60 fps，可通過串口終端（如 Tera Term）查看。

使用 eBus Player 應用程序查看 U3V 輸出

1. 按照 SDK 用戶指南中的說明構建 u3v_inmem 項目。
2. 按照“編程用戶應用程序”部分的步驟用生成的 .hex 文件對 EZ - USB? FX10 進行編程。
3. 檢查設備管理器中的 USB 枚舉情況。
4. 打開 eBus Player 應用程序，選擇可用設備（例如 FX3G2）并點擊 OK。
5. 點擊播放按鈕，觀察視頻流。內部彩條可實現高達約 60 fps 的流式傳輸。

故障排除

如果 EZ - FX? 控制中心未檢測到 EZ - USB? FX10 設備，可按以下步驟操作：

1. 按住 PMODE 開關 (SW2)。
2. 復位 EZ - USB? FX10（按下復位開關 SW1 并釋放或對套件進行電源循環）。
3. 延遲后釋放 PMODE 開關。

如果在使用過程中遇到其他問題，可在英飛凌技術支持頁面創建支持請求。

EZ - USB? FX10 DVK (KIT_FX10_FMC_001) 套件為視頻和音頻流應用提供了一個功能強大且易于使用的開發平臺。通過深入了解套件的各個方面，我們可以更好地利用它來開發出優秀的應用程序。你在使用這個套件的過程中遇到過什么問題嗎？歡迎在評論區分享你的經驗。