USB2.0控制器CY7C68013的接口設計實現

　　每個波形描述符包含了S0~S6七個有效狀態和一個空閑狀態。在每個有鏟狀態對應的時間段里，經過預先設置，GPIF可以做出以下幾件事件；驅動（使高或低）或浮接CTL輸出、采樣或驅動FIFO的數據總線、增加GPIF地址總線的值、增加指向當前FIFO指針的值和啟動GPIFWF（GPIF波形）中斷。除此之外，在每個狀態，GPIF還可以對以下幾個信號中的任意兩個進行采樣，它們是：RDYX輸入端、FIFO狀態標志位、內部RDY標志位和傳輸計數終止標志位。每個GPIF動作都由七段組成，每個狀態都可以定義為Non- Decision Interval (NDP)或Decision Point Interval(DP)。當某個狀態定義為NDP時，在執行此狀態動作時，系統只是用簡單的延時來確定產生指定電平的延續時間；而當執行DP狀態時，它將根據RDY0、RDY1上的輸入信號狀態把其中的兩個信號相與、相或或者相異，然后根據結果跳轉到其它任意一個狀態或延遲1~256個IFCLK時鐘周期。當然也可根據輸入端信號進行跳轉或延遲。
　
　　

　　圖2中，在第一個DP時刻，若硬盤中數據已準備就緒，硬盤會傳給GPIF一個負脈沖信號RDY0，根據此信號，波形將按順序轉入2、3、4狀態，并使指向內部FIFO的指針在每個時鐘上升沿加1，然后依次讀取四個數據，讀取完數據后再利用CTL0的上升沿啟動下一次讀寫操作。若在狀態1時沒有出現負脈沖，則直接跳轉到狀態6，之后重復此波形描述符。在這種情況下，所有的讀寫及控制邏輯均可通過CY7C68013的GPIF以軟件編程的方式實現，且控制邏輯的變換非常方便靈活（只需改變接口的一個配置寄存器的值）。GPIF波形描述符可用Cypress公司的GPIF工具GPIFTOOL來進行配置，它是一個可以運行于Windows平臺的應用程序。
　　3 系統軟件設計與實現
　　 本系統軟件設計包括：固件、應用程序和驅動程序的設計。其中，固件程序是指運行在設備CPU中的程序，是整個程序設計的核心，可采用匯編語言和C語言設計。只有在該程序運行時，外設才能稱之為具有給定功能的外部設備。
　　 3．1 USB設備固件程序設計
　　 設備固件程序的主要功能是控制EZ-USB FX2接收并處理USB驅動程序的請求（如請求設備描述符或設置設備狀態，請求或設置設備接口等USB2.0標準請求）、控制芯片中應用程序控制指令的接收、控制硬盤數據的讀寫等。該固件程序除能夠使內置的通用可編程接口（GPIF）在沒有CPU的干涉下通過四個大的端點FIFO（EP2、EP4、 EP6、EP8）來處理高速寬帶外，還有如下固定的工作：配置端點、通過控制端點0來響應主機請求、控制和監測GPIF的活動等。其固件程序框圖如圖形所示。
　　設計時可采用PIO和UDMA兩種模式，FX2芯片的BULK端點大小可設置為512字節或1024字節。為實現UDMA功能，應將GPIF中的 Slave FIFO與USB通訊中的端點BUFFER直接連接，數據的傳送不再需要CPU的參考。當BUFFER寫滿后，置BUFFER滿標志位，以使GPIF停止動作。實際上，也可運用GPIF的Re-execute功能（重復執行功能）。設定此功能后，GPIF可以不經過IDLE狀態而僅根據采樣RDY信號即可重復下次動作。直到出現指定的標志位后才停止動作。這項功能一般用于大批量數據的連續讀寫。如在UDMA模式下對一個或多個扇區的讀寫操作。如在UDMA 模式下對一個或多個扇區的讀寫操作。為了實現UDMA模式下的CRC校驗，還需設備特殊寄存器來完成CRC校驗工作。
　　 3．2 驅動程序設計
　　該系統需要兩個驅動程度，即通用驅動和下載固件驅動。通用驅動用于完成與外設和用戶程序的通信及控制；而下載固件驅動程序則負責在外連接USB總線后把特定的固件程序下載到FX2的RAM中使FX2的CPU重啟，同時模擬斷開與USB總線的連接以完成對外設的重新設置，這種即可使主機能夠根據新的設置來安裝通用驅動程序，重新格舉外設為一個新的USB設備。通用驅動程序一般不需要重新編寫，可以使用Cypress公司已經編好的驅動ezusb.sys。由于在Winsows2000操作系統中已經新增了媒體存儲（Mass Stroage）設備的驅動程序，并可使用批量傳輸功能，所以可以直接選擇BULKUSB.SYS驅動程序，而下載固件驅動則必須定做。