FPGA固件开发-设备收发器模块的初始化器件实现

由于 USB 协议很复杂并且 PDIUSBD12 的控制也比较复杂，所以设备收发器状态机的状态量会较多。根据设备收发器的功能，可以将状态机各个状态的功能分为 3 类。

• 初始化器件：初始化器件就是对 PDIUSBD12 器件进行配置的状态，需要配置的内容包括设置地址/使能、设置 DMA 以及设置模式等。

• 数据访问：数据访问即实现 PDIUSBD12 和 FPGA 之间的数据读写，包括读取中断寄存器、读取前次传输状态、由端点读取数据、由端点发送数据等。

• 请求回复：请求回复是指根据各种类型请求的数据格式提取所需要的数据，并且在解析完成后通知请求处理模块。

下面详细介绍一下以上第1 种状态的实现。

1．初始化器件

初始化器件相关的状态主要是 TS_DISCONNECTED 和 TS_CONNECtiNG（状态的定义见USB_Package.vhd 文件），其中 TS_DISCONNECTED 是系统复位后的状态，TS_CONNECTING 是配置PDIUSBD12 寄存器的状态。需要注意的是 PDIUSBD12 器件在复位后应该等待至少 3 ms 后再访问其寄存器，这样可让晶振稳定下来。

由于对寄存器配置的命令以及时序都是确定的，所以可以在自定义包中将配置数据定义为常数，例如：





上面定义的就是 PDIUSBD12 的配置参数，第一个常数数组是配置命令和数据，第二个数组表示命令、数据的顺序，最后一个参数是配置参数的总长度。定义的过程是首先向 PDIUSBD12发送命令 D12_COMMAND_SET_DMA（设置 DMA 命令），然后发送此命令的数据 D12_DMA（D12_DMA定义为 0xC0，其意义请参考图 6-23）；之后发送设置模式命令和此命令的两个数据。D12_COMMAND_SET_DMA、D12_DMA、D12_COMMAND、D12_DATA 等都是已定义的常数，例如：





详细的常数定义请参考 PDIUSBD12 包的定义文件。

这样定义虽然显得复杂，但是便于将数据与格式分离，也便于代码阅读。此外，在调用配置数据时也较为方便，只需要使用一个循环索引变量，依次读取 D12_CONNECT_DATA 数组和D12_CONNECT_DATA 数组的数值，发送给 PDIUSBD12 即可，代码如下：





以上代码运行的结果就是经过 5 个时钟周期，FPGA 完成向 PDIUSBD12 输出的一系列命令以及数据，通过编写测试平台仿真可以看到运行的结果（测试平台的编写将会在下面专门介绍），如图 6-41 所示。

通过上面的时序图可以看出，8 位总线上传输的是 D12_CONNECT_DATA 定义的配置命令和数据，而 a0 位表明了总线上的是命令还是数据，通过一个下降沿的写信号可以将命令或者数据发送给 PDIUSBD12。

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