USB2.0转TTL串口的硬件实现

前言

在进行XILINX ZYNQ ultrascale芯片的硬件设计过程中，为便于PS端的开发工作，ZYNQ ULTRASCALE芯片特别提供了一组TTL串口接口。考虑到与PC设备的连接便利性，对外接口的设计倾向于采用micro USB形式。

概述

串行通信协议即为串口，其数据传输在bit级别进行。异步串行通信方式UART属于起止式通信模式，通过起始位与停止位来标识通信的开始与结束，从而完成信息交互，此处不再详述，具体内容可参见UART。在实际应用中，常见的逻辑电平包括TTL、RS232以及RS485等，它们各具特点。例如，TTL与RS232采用单端信号传输方式，抗干扰能力较弱，但支持全双工通信；而RS485则采用差分信号传输机制，具备较强的抗干扰性能，并且适用于多点通信场景。相关细节可参考硬件设计—逻辑电平篇。

USB2.0是一种复杂的通信协议标准，其内容较为繁杂，建议参考官方文档逐步理解。对于硬件设计而言，在实现UART与USB2.0协议之间的转换时，仅需使用一款转接芯片即可完成相关功能。目前常用的转接芯片包括CH340、CP2102以及PL303等型号。

原理图设计方法

CH340 是一款用于 USB 总线的转换芯片，能够完成将 USB 接口转换