基于CY7C68013的USB2.0數據傳輸模塊設計

　　3 系統軟件設計

　　3.1GPIF接口模式

　　FX支持3種接口方式：端口、Slave FIFOs和可編程接口GPIF。

　　在“端口”模式下，所有I/O引腳都可作為8051的通用I/O口。在“從FIFO”模式下，外部邏輯或外部處理器直接與FX2端點(diǎn)FIFO相連。在這種模式下，GPIF 不被激活，這種模式下，外部主控端既可以是異步方式，也可以是同步方式，并可以為FX2 接口提供自己的獨立時(shí)鐘?！癎PIF主控”接口模式使用PORTB 和PORTD構成通向四個(gè)FX2端點(diǎn)FIFO(EP2、EP4、EP6和EP8)的16位數據接口。GPIF 作為內部的主控制器與FIFO直接相連, 并產(chǎn)生用戶(hù)可編程的控制信號與外部接口進(jìn)行通信。GPIF使用內部時(shí)鐘。用戶(hù)將波形文件程序存在內部RAM的程序存儲區中。

　　根據系統需要，設計中采用GPIF接口模式將CY7C68013設為FIFO READ和SINGLE READ兩種模式, 讓GPIF中的端點(diǎn)FIFO與USB通信中端點(diǎn)緩沖直接建立連接, 數據的傳送不再需要CPU 的參與。 根據外部測試電路的要求，適用于不同測試環(huán)境預設電路的CPLD編程信號，根據實(shí)際的測試信號的頻率采用不同的采樣頻率，設定不同的觸發(fā)電平，使用單次寫(xiě)模式可以完成編程數據的輸出。針對的測試數據采用FIFO多次讀模式，實(shí)現數據的批量傳輸。設計中采用48M晶振，由于靜態(tài)存儲器的在使能信號(OE)的上升沿后推地址(Adr)，而數據在總線(xiàn)上的保持時(shí)間至少需要85ns，因此在波形設計中數據有效時(shí)間應該為4個(gè)時(shí)鐘周期，才能夠滿(mǎn)足地址有效的要求。靜態(tài)存儲器讀操作時(shí)序圖如圖2所示。

　　3.2固件程序設計

　　固件是指存儲在USB接口芯片或微控器中的代碼,用于控制硬件系統運行,各種USB標準請求的處理,以及USB閑置模式的電源管理服務(wù)，實(shí)現主機與外設之間的通信和數據傳輸。主要是根據系統需求設計相應的程序框架圖。Cypress 公司為FX2 固件開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)固件庫和固件框架,都是在KeilC51集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)的,固件庫提供了一些常量、數據結構、函數來(lái)簡(jiǎn)化用戶(hù)對芯片的使用。C 語(yǔ)言環(huán)境, 同時(shí)保留了匯編代碼高效、快速的特點(diǎn),將代碼在KeilC51環(huán)境中進(jìn)行編譯。編譯通過(guò)后,將固件代碼下載到USB單片機中,就可以實(shí)現GPIF多字節讀等操作。在程序起始時(shí)，固件架構會(huì )執行下列步驟：

　　(1)首先，設置所有的內部狀態(tài)變量。

　　(2)然后，調用用戶(hù)的初始設置函數TD_Init()。待返回后固件架構就會(huì )設置USB接口成為未配置的狀態(tài)，并且使能中斷。

　　(3)接下來(lái)，在1秒的間隔內開(kāi)始重新設備列舉(ReNumerate)設備，并直到設置(SETUP)封包收到端點(diǎn)0為止。

　　(4)一旦SETUP封包被檢測到，固件架構就會(huì )啟動(dòng)與PC主機合作的工作分配器。而這個(gè)工作分配器就會(huì )順序重復執行下列的工作：

　?、僬{用用戶(hù)函數TD_Poll()。

　?、谂袛鄻藴试O備請求是否決定。如果已決定，它將解析所收到的命令請求并加以響應。

　?、叟袛郩SB核心是否己經(jīng)報告了USB中止(suspend)事件。

　　用戶(hù)需要編寫(xiě)TD_Poll()中的代碼完成特定的功能，判斷USB設備枚舉的狀態(tài)決定每次出發(fā)FIFO波形文件的次數，數據短包的處理方式等，實(shí)現數據的讀取。