基于USB通信的FPGA高速数据采集系统
2．3 USB通信
在系统中，USB控制器被配置为SlaVe FIFO模式，CY7C68013A Slave模式接口引脚的连接如图4所示，这样FPGA可以将USB控制器当成FI-FO来控制，而不用考虑USB标准的各种规则。而USB控制器则将USB标准的各种规则通过许多特殊寄存器来设置，将USB控制简化。
因此，此部分的软件实现包括2个部分。从图4可以看出，FPGA对各RAM轮流读取数据，由于RAM大小与USB数据包大小设定一致，直接把数据送入CY7C68013A即可。而FPGA把CY7C68013A当成FIFO来控制，所以该部分程序比较简单。而CY7C68013A内程序设计主要是通过固件程序对传输速度、传输方式、传输模式等进行设置。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/156123.htm
固件程序是指运行在设备CPU中的程序，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。系统把固件代码固化到1片E2PROM中，外设加电后由FX2通过I2C总线下载到片内RAM中自动执行。固件架构是由Keil C51编译器与其整合开发工具所编写和构建。其主要文件包括：fw．c负责设备连接、重枚举、设备初始化；periph．c负责响应各种中断事件，是主要的用户函数应用代码；gpif．c含有GP IF波形描述符表，可以实现波形的传输；dscr．a51文件定义USB设备握手时需要的各种描述符；fx2．h定义各种二级中断向量和描述符的数据结构；fx2 regs．h定义USB单片机中所有的寄存器。
USB支持4种传输类型：控制传输、中断传输、等时传输、批量传输。批量传输可以是双向的，也可以是单向的。它特别适合大数据量的传输，而且它对传输的准确性要求较高。因此，通过固件程序设定本系统采用Slave FIFO模式，批量(BULK)传输方式进行数据传输。
3 实验结果
为了方便实验，使用耦合器将一路光信号分为16路相同的信号，这样所有采集到的信号波形基本相同。实验时，AD7356设定为1 MHz采样速率，USB数据包大小为512 Kb，CY7C68013A采用异步SlaveFIFO模式发送数据，上位机采用Cypress公司自带的EZ-USB Interface软件采集实验数据。采集到的信号如图5所示，系统在16．7 Mb／s的传输速率下工作正常。
4 结语
本文采用目前使用最为广泛的EZ-USB FX2LP芯片，给出了基于USB数据采集系统的设计。该系统充分表现了USB接口传输数据量大，传输速度快的特点，非常的适合大批量数据实时的传输场合，尤其适合数据采集系统和主机的通信，能够实时的处理采集到的数据。这克服了以往数据采集速度慢，采集数量少，接口复杂等特点，实现了数据采集的高速率、多通道。系统进行实测实验表明，在CY7C68013A设定为16．7 Mb／s的传输速率下，系统工作正常。
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