cy7c68013a的数据传输错误的原因？

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根据您描述的CY7C68013A（FX2LP）在同步Slave FIFO模式下与FPGA通信时出现的问题（发送2字节正确，发送4字节以上出现丢失前两个字节、后两个字节重复的现象），结合官方固件未更改的情况，这是一个非常经典且由特定原因导致的同步时序问题。以下是可能的原因和排查步骤：

核心原因分析：

1. 
   

   FIFO指针和满标志(`FF)的同步时序问题 (最可能)：

   
   
   
   
   • 在同步Slave FIFO模式下，FPGA使用FX2LP提供的IFCLK来读取FD[]数据和采样状态标志(FF, EF)。
   
   
   • 关键点： FF (FIFO 满标志) 的更新相对于IFCLK可能存在一个或几个时钟周期的延迟。
   
   
   • 问题发生过程：
     
     
     
     • 初始状态: FPGA看到FF=0 (FIFO不满)，开始读取。
     
     
     • 发送小量数据 (如2字节): FX2LP将数据写入FIFO后，FF可能还来不及拉高，或者即使拉高，因为数据量小，在FF真正起作用前，FPGA已经读走了数据。不会触发问题。
     
     
     • 发送大量数据 (如4字节以上):
       
       
       
       • FX2LP连续将数据写入FIFO。当写到第3或第4个字节时，内部FIFO达到满状态。
       
       
       • 此时，FF标志不会立即变为高电平（表示满），它会在随后的某个IFCLK边沿更新。
       
       
       • 在这个延迟周期内，FPGA并不知道FIFO已经满了，它会继续发出读脉冲(SLRD或SLRD下降沿取决于配置)，试图读取下一个数据。
       
       
       • 由于FIFO物理上已经满了，这个“额外”的读操作将把当前停留在输出端口上的最后一个有效数据（即刚刚写入的第4个字节）再次读出一次。这是重复字节的来源。
       
       
       • 同时，由于这次“多余”的读操作消耗了一个FIFO位置，FX2LP看到有空位（或者FF最终变高但FPGA停止读了），它会继续将剩余的数据写入（丢失的是本该此时写入的第5、第6个字节等等？实际上丢失的是最开始两个字节的空间）。
       
       
       • 但是FPGA因为之前看到了FF变高（或其他原因如停止条件），它可能只读了它认为有效的次数（比如4次），而实际有效数据位置由于那次空读被占用了两个，所以读出的结构是：位置3, 位置4 (被读了两次), 位置5, 位置6。但位置上存放的是原本的第3, 第4, 第5, 第6字节。FPGA看到的是：第3字节(正确), 第4字节(正确), 第4字节(重复), 第5字节(应该在第6位)。这就造成了头两个字节丢失（未被正确读出），后两个字节（一个重复，一个后移） 的现象。
       
       
     
     
     • 小结： 根本原因是FF标志的更新延迟导致FPGA在FIFO实际已满时多读了一个数据，破坏了FIFO的读写指针同步，后续的读写操作全部错位。
     
     
   
   
   
   


2. 
   

   固件配置问题 (即使使用官方固件，细节设置仍需确认):

   
   
   
   
   • FLOWSTATE / FIFO Flags:
     
     
     
     • SYNC位是否已设置？ (IFCONFIG, b1) - 确认工作在同步模式。
     
     
     • FLOWSTATE寄存器 (FIFOPINPOLAR): 检查FF (FLAGA)的极性(POLAR)是否正确配置？FX2LP默认输出可能是低有效(POLAR=0)，FPGA需要相应处理。FX2LP拉高FF表示满，FPGA端应检查FF为高时停止读。如果极性反了会导致一直读或从不读。
     
     
     • PINFLAGSx寄存器: 确认FLAGA(通常用于FF)是否被正确映射到期望的端点满状态。
     
     
   
   
   • 端点配置 (EPxCFG / EPxFIFOCFG):
     
     
     
     • 端点类型 (TYPE): 确认为0 (Disabled) 或 2 (BULK)。Slave FIFO模式下端点应启用并配置为BULK或其他合适类型。
     
     
     • 方向 (DIR): 对于IN端点（FPGA->PC），OUT端点（PC->FPGA，即您的方向）。确认端点方向正确。
     
     
     • 大小 (SIZE, INMAXPKT/OUTPKTEND): 虽然官方固件通常会设置合理值（如512字节），但确认端点缓冲区大小设置合理（不是意外设置成了2字节）。
     
     
   
   
   • FIFORESET: 上电或重新枚举后是否发送了适当的FIFORESET命令来初始化FIFO指针？
   
   
   
   


3. 
   

   FPGA逻辑设计问题:

   
   
   
   
   • FF采样和读逻辑 (SLRD) :
     
     
     
     • FPGA在哪个IFCLK边沿采样FF？必须在SLRD有效之前的同一个时钟沿或其后的时钟沿采样状态。
     
     
     • SLRD激活逻辑是否正确？只有在FF=0 (FIFO不满) 时，才应该在每个时钟周期使能读操作吗？在同步模式下，通常是持续时钟，SLRD拉低表示读有效。
     
     
     • 是否在SLRD无效期间锁存FD[]数据？数据通常在SLRD从低到高（上升沿）时锁存。
     
     
   
   
   • 状态机设计： FPGA读取的状态机是否过于简单？理想情况是：
     
     
     
     • 等待EF=0 (FIFO不空) && FF=0 (FIFO不满)。(对于OUT端点，FF是关键满标志，EF是空标志)。
     
     
     • 在IFCLK有效沿，如果FF=0，则拉低SLRD（如果使用SLRD电平控制）或者在一个IFCLK周期内产生SLRD脉冲（下降沿），并准备锁存数据。
     
     
     • 在下个IFCLK有效沿（或SLRD上升沿）锁存FD[]数据。
     
     
     • 关键：避免在FF=1时发出任何SLRD脉冲。 这是防止多读的关键。
     
     
   
   
   • 同步器和亚稳态处理:
     
     
     
     • 如果您在FPGA内部使用另一个时钟处理数据，IFCLK域的信号(FD[], FF, EF)是否使用了至少两级寄存器同步后再使用？
     
     
     • IFCLK到FPGA后，是否做过了时钟域约束？
     
     
   
   
   • 时序约束： FPGA项目是否对IFCLK和FD[]/FF相关的输入路径进行了正确的时序约束？确保满足FX2LP输出的Tsu/Th要求。
   
   
   
   


4. 
   

   硬件问题:

   
   
   
   
   • 信号完整性: IFCLK, FD[], FF, SLRD等关键信号在PCB上的布线是否良好？是否存在过长的走线、反射或串扰？尤其在48MHz时钟下，信号质量问题可能在某些数据量下显现。
   
   
   • 电源噪声: FX2LP和FPGA的供电是否干净稳定？特别是在大电流切换或通信时。
   
   
   • 连接错误: 检查SLRD, FD[], IFCLK, FF, EF的物理连接是否有误？
   
   
   
   

针对性排查和解决步骤（优先级排序）：

1. 
   

   彻底检查FPGA读取端逻辑： 这是最可能的根源。

   
   
   
   
   • 使用逻辑分析仪或FPGA内嵌逻辑分析仪(ILA/ChipScope/SignalTap)抓取IFCLK, FD[], FF, SLRD (或SLRD)，EF的实际波形。
   
   
   • 重点观察： 在发送4字节数据时，当FX2LP写入第3、4个字节前后：
     
     
     
     • FF是什么时候拉高的？
     
     
     • SLRD是什么时候发出脉冲（下降沿）的？
     
     
     • SLRD发出脉冲时，FF的值是多少？
     
     
   
   
   • 修复: 修改FPGA状态机，确保在FF=1时绝对不发出SLRD读脉冲。严格遵循状态机：只有检测到FF=0时才在该时钟周期或下个时钟周期发起读取。考虑在FF变高后，即使数据尚未读完（但已经满了），也要暂停读取，等待FF变低再继续。这通常能解决“多读”的问题。
   
   
   
   


2. 
   

   检查并调整FX2LP固件标志配置：

   
   
   
   
   • 仔细检查FLOWSTATE (0xE6) 和相关的 PINFLAGSx (0xE8 - 0xEE)寄存器设置。确认FF (FLAGA)对应的是目标OUT端点(FIFO)的满状态，并且极性正确 (POLAR位)。可以尝试修改POLAR位，看看行为是否有变化。
   
   
   • 尝试在REVCTL (0xB6)寄存器中设置 DYN_OUT = 1 (Dynammic OUT FIFO Sizing)。这个功能有时能改善FIFO管理行为，尤其是在流量突然变化时。
   
   
   
   


3. 
   

   验证端点配置:

   
   
   
   
   • 使用Control Center的“View->Device Settings”查看端点配置。确认OUT端点大小(MAX Packet Size)设置合理（如512）。
   
   
   • 查看EPxCFG (x 为端点号) 和 EPxFIFOCFG寄存器的值，确认端点类型和方向正确。
   
   
   
   


4. 
   

   检查信号完整性和硬件:

   
   
   
   
   • 如果条件允许，用示波器检查IFCLK, FD[] (重点看几个位), FF, SLRD的波形。关注上升/下降时间、过冲/下冲、毛刺。
   
   
   • 检查板卡电源稳定性。
   
   
   
   

总结：

您遇到的问题几乎可以肯定是FX2LP的FF满标志更新延迟导致FPGA在FIFO实际已满时多读了一个数据，破坏了后续所有读写的同步性。首要解决方案是修改FPGA端的状态机逻辑，确保在FF=1时不进行任何读操作。务必使用逻辑分析仪捕获实际通信波形，这是定位此类同步通信问题的黄金标准。仔细检查和调整FX2LP的FIFO标志配置（极性、映射）也能帮助规避问题。

希望这些分析能帮助您快速定位和解决问题！如果方便，也希望能分享排查结果！