基于USB2.O的軌道電路信號(hào)車(chē)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(mǎn)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(gè)高速的FIFO來(lái)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)懭搿㈨樞蜃x出，其數(shù)據(jù)地址由內(nèi)部讀寫(xiě)指針自動(dòng)加1完成。它具有雙口輸入輸出、采集傳送速度快等特點(diǎn)，能滿(mǎn)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(jì)中采用IDT標(biāo)準(zhǔn)模式，這種模式通過(guò)FF、PAF、PAE、HF、EF五個(gè)標(biāo)志位來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。／WEN(寫(xiě)使能端)置為有效時(shí)，數(shù)據(jù)可以寫(xiě)入FIFO。在WLCK(寫(xiě)時(shí)鐘)的控制下，數(shù)據(jù)持續(xù)寫(xiě)入FIFO，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)數(shù)據(jù)被寫(xiě)入時(shí)，／EF(空標(biāo)志)無(wú)效，數(shù)據(jù)不斷地寫(xiě)入FIFO，即將寫(xiě)滿(mǎn)時(shí)／PAE(將空標(biāo)志)無(wú)效，／PAF(將滿(mǎn)標(biāo)志)有效，表示FIFO即將寫(xiě)滿(mǎn)。當(dāng)FIF0寫(xiě)滿(mǎn)時(shí)，／FF(滿(mǎn)標(biāo)志)置為有效，控制A／D芯片停止寫(xiě)數(shù)。開(kāi)始讀數(shù)據(jù)時(shí)的第一個(gè)讀操作使／FF置為無(wú)效，此時(shí)開(kāi)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(huì)使／PAF(將滿(mǎn))和／HF(半滿(mǎn))兩個(gè)標(biāo)志位置為無(wú)效，持續(xù)讀出數(shù)據(jù)，而不寫(xiě)入數(shù)據(jù)；當(dāng)FIFO中只剩下N個(gè)字時(shí)(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(shí)，／EF置為有效，此時(shí)控制主控芯片停止讀取數(shù)據(jù)，與此同時(shí)A／D也開(kāi)始下一個(gè)讀取數(shù)據(jù)過(guò)程。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　3．1 固件設(shè)計(jì)

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

　　Cypress公司針對(duì)FX2系列的USB芯片給出了一個(gè)Firmware(固件)庫(kù)，用戶(hù)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(xiàng)目即可。

　　在設(shè)計(jì)中還利用了FX2的框架。FX2程序框架用于加速開(kāi)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(qǐng)求以及USB掛起時(shí)的電源管理提供了現(xiàn)成的805l代碼，只需簡(jiǎn)單地提供USB描述符表，編寫(xiě)完成外設(shè)功能的代碼就可以開(kāi)發(fā)一個(gè)功能完善的USB外設(shè)。

　　CY7C68013芯片的端點(diǎn)數(shù)總共有7個(gè)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，我們選擇了其中的3個(gè)端點(diǎn)，其中1個(gè)控制端點(diǎn)、1個(gè)發(fā)送端點(diǎn)和1個(gè)接收端點(diǎn)。