2.1 FPGA各模塊程序設計

　　本設計的FPGA程序采用Xilinx公司的ISE軟件。它提供給用戶一個從設計輸入到綜合、布線、仿真、下載的全套解決方案，并可以很方便的與其他EDA工具接口。

　　本設計中原理圖輸入采用其中的第三方軟件ECS，HDL綜合使用XST，測試臺輸入是圖形化的HDL Bencher，仿真使用Modelsim SE。簡要的流程如下：

　　建立工程項目;綜合;仿真;定義輸入輸出管腳約束;布局布線;下載配置。

　　FLASH模塊程序設計中FLASH控制模塊對FLASH存儲器K9F5608UOD執(zhí)行各種操作。K9F5608UOD芯片提供了8種命令，即8種操作：①讀1操作;②讀2操作;③讀ID操作;④復位操作;⑤頁編程操作;⑥復制回讀操作;⑦塊擦除操作;⑧讀狀態(tài)操作。

　　2.2 CY7C68013固件程序開發(fā)

　　USB功能設備的硬件功能主要由硬件上的微處理器來實現(xiàn)，因此需要為USB設備編寫固件程序。本設計的USB固件程序開發(fā)中，使用Keil Software公司推出的51系列兼容單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)Keil μVision3。

　　圖4所示為68013A的固件程序流程圖，下面介紹如何編程。本設計采用固件框架中的Dscr.a51文件，修改設備描述符中的ID碼和字符串描述符，并修改相應的端口配置，其余保持默認狀態(tài)。主機發(fā)送8字節(jié)的SETUPDAT數(shù)據(jù)包后，68013A將其進行解碼存入SETUPDAT寄存器中。

　　SETUPDAT[1]中存儲著USB發(fā)出的請求碼。在固件程序中使用switch-case語句對不同的請求碼進行分析，分別進行相應的響應。

　　對于標準USB請求，在CY3684開發(fā)包內(nèi)已有完善的函數(shù)框架，本設計在保持其默認狀態(tài)下，修改其中的處理函數(shù)，使其符合本設計的要求。在Fw.c文件中，最主要的兩個函數(shù)為Main( )函數(shù)和SetupCommand( )，其中Main( )函數(shù)控制整個68013A的程序流程，SetupCommmad( )則對不同的設備請求進行分析，并調(diào)用響應的執(zhí)行程序。

　　在本設計需要使用自定義請求來介紹上位機的FLASH操作命令，因此需要在USB固件程序中聲明自定義請求。自定義請求和標準USB請求放在一起，但不能和已有的請求號相沖突。同時還需要編寫自定義請求對應的處理函數(shù)。程序框架如下：

　　此請求包處理放在SetupCommand(vdd)函數(shù)內(nèi)。

　　對于對應的處理函數(shù)則在Pefiph.c文件中進行定義。所有的USB設備請求響應函數(shù)，中斷函數(shù)都在此文件中定義。同時設備初始化函數(shù)TD_Init( )，用戶功能函數(shù)TD_Poll( )，掛起函數(shù)TD_Suspend( )和USB復位函數(shù)( )也都在此文件中定義。

　　本設計采用在上位機發(fā)送自定義請求A1，并在自定義請求中包含對FLASH操作的命令字，68013A在分析得到自定義請求A1后，在自定義請求A1中把命令字保存入一個全局變量，在用戶功能函數(shù)TD_Poll( )中執(zhí)行對命令字的分析并調(diào)用相應的FLASH操作函數(shù)。對于傳輸?shù)缴衔粰C上的數(shù)據(jù)通過自定義請求A2、A3來執(zhí)行。

　　3 結(jié)論

　　本設計根據(jù)USB總線技術、FPGA技術及面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法，對電路的組成原理、接口電路設計、系統(tǒng)控制信號的設計及USB上位機程序的設計做出詳細的說明，設計出基本符合課題要求的USB讀數(shù)裝置及上位機程序，基本完成了工作要求。當然本設計在USB接口的速度方面還需考慮更完善的方案。希望在以后的學習工作中能夠改進。