USB2.0控制器CY7C68013的接口设计实现

　　每个波形描述符包含了S0~S6七个有效状态和一个空闲状态。在每个有铲状态对应的时间段里，经过预先设置，GPIF可以做出以下几件事件；驱动（使高或低）或浮接CTL输出、采样或驱动FIFO的数据总线、增加GPIF地址总线的值、增加指向当前FIFO指针的值和启动GPIFWF（GPIF波形）中断。除此之外，在每个状态，GPIF还可以对以下几个信号中的任意两个进行采样，它们是：RDYX输入端、FIFO状态标志位、内部RDY标志位和传输计数终止标志位。每个GPIF动作都由七段组成，每个状态都可以定义为Non- Decision Interval (NDP)或Decision Point Interval(DP)。当某个状态定义为NDP时，在执行此状态动作时，系统只是用简单的延时来确定产生指定电平的延续时间；而当执行DP状态时，它将根据RDY0、RDY1上的输入信号状态把其中的两个信号相与、相或或者相异，然后根据结果跳转到其它任意一个状态或延迟1~256个IFCLK时钟周期。当然也可根据输入端信号进行跳转或延迟。

　　图2中，在第一个DP时刻，若硬盘中数据已准备就绪，硬盘会传给GPIF一个负脉冲信号RDY0，根据此信号，波形将按顺序转入2、3、4状态，并使指向内部FIFO的指针在每个时钟上升沿加1，然后依次读取四个数据，读取完数据后再利用CTL0的上升沿启动下一次读写操作。若在状态1时没有出现负脉冲，则直接跳转到状态6，之后重复此波形描述符。在这种情况下，所有的读写及控制逻辑均可通过CY7C68013的GPIF以软件编程的方式实现，且控制逻辑的变换非常方便灵活（只需改变接口的一个配置寄存器的值）。GPIF波形描述符可用Cypress公司的GPIF工具GPIFTOOL来进行配置，它是一个可以运行于Windows平台的应用程序。
　　3 系统软件设计与实现
　　 本系统软件设计包括：固件、应用程序和驱动程序的设计。其中，固件程序是指运行在设备CPU中的程序，是整个程序设计的核心，可采用汇编语言和C语言设计。只有在该程序运行时，外设才能称之为具有给定功能的外部设备。
　　 3．1USB设备固件程序设计
　　 设备固件程序的主要功能是控制EZ-USBFX2接收并处理USB驱动程序的请求（如请求设备描述符或设置设备状态，请求或设置设备接口等USB2.0标准请求）、控制芯片中应用程序控制指令的接收、控制硬盘数据的读写等。该固件程序除能够使内置的通用可编程接口（GPIF）在没有CPU的干涉下通过四个大的端点FIFO（EP2、EP4、 EP6、EP8）来处理高速宽带外，还有如下固定的工作：配置端点、通过控制端点0来响应主机请求、控制和监测GPIF的活动等。其固件程序框图如图形所示。
　　设计时可采用PIO和UDMA两种模式，FX2芯片的BULK端点大小可设置为512字节或1024字节。为实现UDMA功能，应将GPIF中的 Slave FIFO与USB通讯中的端点BUFFER直接连接，数据的传送不再需要CPU的参考。当BUFFER写满后，置BUFFER满标志位，以使GPIF停止动作。实际上，也可运用GPIF的Re-execute功能（重复执行功能）。设定此功能后，GPIF可以不经过IDLE状态而仅根据采样RDY信号即可重复下次动作。直到出现指定的标志位后才停止动作。这项功能一般用于大批量数据的连续读写。如在UDMA模式下对一个或多个扇区的读写操作。如在UDMA 模式下对一个或多个扇区的读写操作。为了实现UDMA模式下的CRC校验，还需设备特殊寄存器来完成CRC校验工作。
　　 3．2 驱动程序设计
　　该系统需要两个驱动程度，即通用驱动和下载固件驱动。通用驱动用于完成与外设和用户程序的通信及控制；而下载固件驱动程序则负责在外连接USB总线后把特定的固件程序下载到FX2的RAM中使FX2的CPU重启，同时模拟断开与USB总线的连接以完成对外设的重新设置，这种即可使主机能够根据新的设置来安装通用驱动程序，重新格举外设为一个新的USB设备。通用驱动程序一般不需要重新编写，可以使用Cypress公司已经编好的驱动ezusb.sys。由于在Winsows2000操作系统中已经新增了媒体存储（Mass Stroage）设备的驱动程序，并可使用批量传输功能，所以可以直接选择BULKUSB.SYS驱动程序，而下载固件驱动则必须定做。