3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3．1 固件程序設(shè)計(jì)
CY7C68013內(nèi)嵌有8051微處理器，用于控制芯片的工作狀態(tài)設(shè)置，寫(xiě)入微處理器的程序文件稱為固件程序(Firmware)，為了便于維護(hù)和移植，一般采用單片機(jī)的C語(yǔ)言編寫(xiě)。主要有以下幾種功能：a．初始化工作，包括設(shè)置一些特殊功能寄存器的初值以實(shí)現(xiàn)所需的設(shè)備屬性或者功能，例如開(kāi)中斷、使能端點(diǎn)、配置端口等。b．輔助硬件完成設(shè)備的重新列舉過(guò)程，包括模擬設(shè)備的斷開(kāi)與重新連接，對(duì)接收到的設(shè)置包進(jìn)行分析判斷，從而對(duì)主機(jī)的設(shè)備請(qǐng)求作出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，完成主機(jī)對(duì)設(shè)備的配置任務(wù)。c．對(duì)中斷的處理。d．?dāng)?shù)據(jù)的接收和發(fā)送。e．外圍電路的控制。固件程序的流程如圖4所示。

3．2 FPGA程序設(shè)計(jì)
在本系統(tǒng)中FPGA作為主控制器，提供USB控制、DA控制、SRAM控制、I2C控制及全局時(shí)鐘控制等功能模塊。這里重點(diǎn)介紹USB接口控制模塊。固化程序?qū)Y7C68013A設(shè)置為Slave FIFO工作模式，需要FPGA提供FIFO端口的讀寫(xiě)操作控制時(shí)序。CY7C68013A為每個(gè)端口提供了”空”標(biāo)志、”滿”標(biāo)志和”可編程級(jí)”標(biāo)志。FPGA檢測(cè)這些信號(hào)，用于控制讀寫(xiě)的過(guò)程，F(xiàn)PGA再完成這些端口FIFO的操作時(shí)序控制。USB控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移如圖5所示，控制器工作在五個(gè)狀態(tài)中，上電復(fù)位后工作在IDLE狀態(tài)，當(dāng)讀／寫(xiě)事件發(fā)生時(shí)進(jìn)入狀態(tài)1；在狀態(tài)1中根據(jù)讀／寫(xiě)事件使能FIFOADR[1：0]指向相應(yīng)FIFO并進(jìn)入狀態(tài)2；在狀態(tài)2，如果FIFO空／滿，在當(dāng)前狀態(tài)等待，否則進(jìn)入狀態(tài)3；在狀態(tài)3中，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線，完成讀／寫(xiě)操作，進(jìn)入狀態(tài)4；在狀態(tài)4中，如需傳輸更多數(shù)據(jù)，進(jìn)入狀態(tài)2，否則進(jìn)入狀態(tài)IDLE。本系統(tǒng)采用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了FIFO的讀寫(xiě)時(shí)序，并在ALTERA公司提供的QuartusII8．0開(kāi)發(fā)工具中綜合編譯并映射到FPGA中運(yùn)行。

4 結(jié)果及分析
在設(shè)計(jì)結(jié)果中，最后的波形圖是使用泰克公司的TDSl012型示波器得到的。經(jīng)過(guò)實(shí)際的測(cè)試，該信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的波形精度高、失真小，完全滿足設(shè)計(jì)的要求。圖6是產(chǎn)生的正弦波、鋸齒波的波形結(jié)果。