基于USB2.O的軌道電路信號車載采集分析系統

　　2．3 FlF0的數據緩存作用

　　由于A／D最高采樣頻率可達100MHz，而主控芯片CY7C68013中的FIFO只有4kB，不能滿足A／D數據轉換器的要求，因此需要在A／D和CY7-C68013之間增加一個高速的FIFO來緩存數據。FIFO是先進先出的數據緩存器，數據在其內部順序寫入、順序讀出，其數據地址由內部讀寫指針自動加1完成。它具有雙口輸入輸出、采集傳送速度快等特點，能滿足高速數據傳輸的要求。由FIFO構成的數據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標準模式和FWFT模式。本設計中采用IDT標準模式，這種模式通過FF、PAF、PAE、HF、EF五個標志位來實現數據的傳輸。／WEN(寫使能端)置為有效時，數據可以寫入FIFO。在WLCK(寫時鐘)的控制下，數據持續寫入FIFO，當第一個數據被寫入時，／EF(空標志)無效，數據不斷地寫入FIFO，即將寫滿時／PAE(將空標志)無效，／PAF(將滿標志)有效，表示FIFO即將寫滿。當FIF0寫滿時，／FF(滿標志)置為有效，控制A／D芯片停止寫數。開始讀數據時的第一個讀操作使／FF置為無效，此時開始持續地讀取數據，當FIFO中數據減少到一定程度，會使／PAF(將滿)和／HF(半滿)兩個標志位置為無效，持續讀出數據，而不寫入數據；當FIFO中只剩下N個字時(N為空狀態的缺省值)，／PAF有效；當FIFO中的數據被全部讀出時，／EF置為有效，此時控制主控芯片停止讀取數據，與此同時A／D也開始下一個讀取數據過程。

　　3 系統軟件設計

　　3．1 固件設計

　　USB固件是運行在FX2芯片CY7C68013中的代碼。在數據采集卡連接到計算機后，通過一個能自動完成固件下載以及設備重枚舉功能的設備驅動程序，即固件下載驅動程序將USB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EZUSB．H和EZREGS．H， 并且把EZU-SB．LIB和USBJMPB．OBJ添加進項目即可。

　　在設計中還利用了FX2的框架。FX2程序框架用于加速開發芯片外設。框架為FX2的初始化、處理設備標準USB設備請求以及USB掛起時的電源管理提供了現成的805l代碼，只需簡單地提供USB描述符表，編寫完成外設功能的代碼就可以開發一個功能完善的USB外設。

　　CY7C68013芯片的端點數總共有7個，根據設計需要，我們選擇了其中的3個端點，其中1個控制端點、1個發送端點和1個接收端點。