基于USB2.O的軌道電路信號車載采集分析系統(tǒng)

　　2．3 FlF0的數(shù)據(jù)緩存作用

　　由于A／D最高采樣頻率可達(dá)100MHz，而主控芯片CY7C68013中的FIFO只有4kB，不能滿足A／D數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的要求，因此需要在A／D和CY7-C68013之間增加一個高速的FIFO來緩存數(shù)據(jù)。FIFO是先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)緩存器，數(shù)據(jù)在其內(nèi)部順序?qū)懭?、順序讀出，其數(shù)據(jù)地址由內(nèi)部讀寫指針自動加1完成。它具有雙口輸入輸出、采集傳送速度快等特點，能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。由FIFO構(gòu)成的數(shù)據(jù)緩沖電路主要部分的接口電路如圖4所示。

　　IDT7205有兩種工作模式，即IDT標(biāo)準(zhǔn)模式和FWFT模式。本設(shè)計中采用IDT標(biāo)準(zhǔn)模式，這種模式通過FF、PAF、PAE、HF、EF五個標(biāo)志位來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。／WEN(寫使能端)置為有效時，數(shù)據(jù)可以寫入FIFO。在WLCK(寫時鐘)的控制下，數(shù)據(jù)持續(xù)寫入FIFO，當(dāng)?shù)谝粋€數(shù)據(jù)被寫入時，／EF(空標(biāo)志)無效，數(shù)據(jù)不斷地寫入FIFO，即將寫滿時／PAE(將空標(biāo)志)無效，／PAF(將滿標(biāo)志)有效，表示FIFO即將寫滿。當(dāng)FIF0寫滿時，／FF(滿標(biāo)志)置為有效，控制A／D芯片停止寫數(shù)。開始讀數(shù)據(jù)時的第一個讀操作使／FF置為無效，此時開始持續(xù)地讀取數(shù)據(jù)，當(dāng)FIFO中數(shù)據(jù)減少到一定程度，會使／PAF(將滿)和／HF(半滿)兩個標(biāo)志位置為無效，持續(xù)讀出數(shù)據(jù)，而不寫入數(shù)據(jù)；當(dāng)FIFO中只剩下N個字時(N為空狀態(tài)的缺省值)，／PAF有效；當(dāng)FIFO中的數(shù)據(jù)被全部讀出時，／EF置為有效，此時控制主控芯片停止讀取數(shù)據(jù)，與此同時A／D也開始下一個讀取數(shù)據(jù)過程。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　3．1 固件設(shè)計

　　USB固件是運行在FX2芯片CY7C68013中的代碼。在數(shù)據(jù)采集卡連接到計算機(jī)后，通過一個能自動完成固件下載以及設(shè)備重枚舉功能的設(shè)備驅(qū)動程序，即固件下載驅(qū)動程序?qū)SB固件下載到FX2的RAM中。

　　Cypress公司針對FX2系列的USB芯片給出了一個Firmware(固件)庫，用戶只需要在源程序中包含進(jìn)EZUSB．H和EZREGS．H， 并且把EZU-SB．LIB和USBJMPB．OBJ添加進(jìn)項目即可。

　　在設(shè)計中還利用了FX2的框架。FX2程序框架用于加速開發(fā)芯片外設(shè)。框架為FX2的初始化、處理設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)USB設(shè)備請求以及USB掛起時的電源管理提供了現(xiàn)成的805l代碼，只需簡單地提供USB描述符表，編寫完成外設(shè)功能的代碼就可以開發(fā)一個功能完善的USB外設(shè)。

　　CY7C68013芯片的端點數(shù)總共有7個，根據(jù)設(shè)計需要，我們選擇了其中的3個端點，其中1個控制端點、1個發(fā)送端點和1個接收端點。