针对 CY7C68013A 在异步 Slave FIFo 模式下外部 MCU 无法读写 FIFO 的问题,结合你描述的情况(SLCS 拉低,检测到非空 FLAG,执行读操作后 FLAG 状态不变且 EP8FIFOBCH 始终不归零),以下是一个系统性的排查方案和注意事项:
核心排查点
USB 端点配置 (固件端):
外部 MCU 接口时序与信号:
- FLAG 检测逻辑:
- 再次确认你读取的是 EP8 对应的 FLAG 引脚 (根据
PINFLAGSAB/ CD 寄存器配置)。
- FLAG 极性: 确保 MCU 检测的是 非空标志 EF# (低有效)。
PINFLAGSAB/ CD 配置需与硬件连接匹配。
- 异步读操作时序 (至关重要!):
- 典型顺序:
- 检测
EF# = 0 (有数据)
- 拉低
SLCS# (选通芯片)
- 拉低
SLOE# (输出使能)
- 等待 T
oe (Output Enable Access Time,约 20-30ns)
- 从
FD[15:0] 读取有效数据
- 拉高
SLRD# (产生读脉冲,宽度需 > Trpw,典型 30ns)
- 等待 T
rdoe (Data Hold After RD#)
- 拉高
SLOE#
- 拉高
SLCS# (可选)
- 关键点:
SLRD# 是上升沿触发数据指针递增。一个完整的数据读取需要 SLRD# 产生一个有效的负脉冲。
SLOE# 必须在数据稳定后才能读取。最简操作:SLRD# 和 SLOE# 同时拉低,延迟后读数据,然后先拉高 SLRD# 再拉高 SLOE#**。
- 时序违规 (频率太高或太短) 会导致数据指针不动或错误!
- 用示波器测量:
SLCS#, SLOE#, SLRD#, EF# 和一条 FD 线。确认:
EF# 在检测时为低。
SLCS# 和 SLOE# 在读操作期间为低。
SLRD# 有清晰、宽度足够的低脉冲 (>30ns)。
- 在
SLOE# 低且 SLRD# 上升沿之后,EF# 应该在下一个系统时钟周期或稍后拉高 (数据被取出)。如果 EF# 永远不拉高,说明读取操作未被识别,或端点内部无数据。
FD 总线在 SLOE# 有效期间应有稳定数据输出 (如果不是0x0000)。如果一直是高阻或0,说明没数据输出。
FPGA/MCU 端的 FIFO 控制器:
- 地址匹配: MCU 必须将
FIFOADR[1:0] 设置为 11 (EP8),并在整个传输过程保持此地址不变 (除非配置了自动切换)。Slave FIFO 模式下地址通常只在初始化时设置一次。
SLRD# 和 SLOE# 的驱动:
- 确保 MCU/FPGA 不是以过高频率切换
SLRD#。尝试将读操作间隔拉大 (如每5ms读一次) 排除速度问题。
SLRD# 必须是干净的负脉冲,避免毛刺。
- 数据总线: 检查 MCU 是否将
FD[15:0] 配置为输入模式。Slave FIFO 读操作时 FX2LP 驱动总线。
数据流与端点状态:
- 验证数据是否到达 EP8:
- 使用 Cypress Suite 工具监视: 连接设备后,在 Control Center 打开 EP8 OUT 端点,手动发送数据包。观察
DEBUG 标签下 EP8FIFOBCH/L 是否增加。如果上位机发数据后 BCH/L 不增加,说明数据未到达端点缓冲区 (可能是固件端点配置错误、USB 枚举问题、驱动程序问题)。
- 检查
EPxBCL/H 寄存器: 固件可在 DEBUG 模式读取 EP8BCH/L 或 OUTPKTENDCNT 等寄存器判断是否有数据提交给硬件 FIFO。
重点注意事项
SYNCDELAY 宏: 所有访问核心寄存器的操作 必须 用 SYNCDELAY; 隔开,尤其 FIFO 配置/复位操作。
- FX2LP 主频: 固件必须运行在内部或外部有效时钟 (如 48MHz IFCLK)。
- 端点缓冲区管理:
- AutoOUT 模式: 固件设置
EP8AUTOINLENH = 0x80;(512字节),FX2LP 自动提交缓冲区。通常推荐。
- 手动模式: 固件需在每次准备好接收新数据时,执行
OUTPKTEND。MCU 读数据不会自动释放缓冲区给主机。
- FLAG 更新延迟: 异步模式下,
EF# 更新有延迟。SLRD# 上升后 需等待数个 IFCLK 周期 EF# 才会变高。不要期望立即改变。
- IO 电平匹配: MCU 与 FX2LP 的电压是否一致?5V容忍?确保逻辑电平有效。
解决步骤建议
- 固件端验证:
- 使用官方 SlaveFifo 示例固件 (如
slavefifoOUT) 下载测试。排除自定义固件配置错误。
- Control Center 测试: 用工具确认主机数据能正常发送到 EP8。
- MCU/FPGA 端:
- 简化读逻辑: 改为手动触发一次读取 (按钮触发),并用 示波器严格检查时序。
- 检查
FIFOADR 和极性配置。
- 联合调试:
- 测量关键信号: 示波器同时抓取
IFCLK, EF#, SLCS#, SLOE#, SLRD#, FD[0],观察数据何时被驱动、EF# 何时更新。
- 检查
EP8FIFOBCH 变化: 主机发送后,固件打印该寄存器值,确认数据实际写入 FIFO。
参考资料
- CY7C68013A Datasheet:
- 第 9 章: Slave FIFOs
- 第 10 章: FIFO Registers (重点:EPxCfg, FIFOPinPolar, PinFlagsAB/CD, EPxFifoCFG)
- 第 11 章: Programming Considerations (同步延迟,FIFO复位流程)
- AN61345 - EZ-USB® FX2LP™ Slave FIFO Interfaces
- Cypress Suite 安装包中的
slavefifo 工程示例 (C:CypressUSBTargetDriversSlaveFifo)
总结诊断思路
数据完全卡在端点缓冲区,未被外部MCU读走 → EF#不更新 → SLRD#信号未被正确识别或端点压根无数据。
优先检查:
- 固件端点配置: EP8是否设为ASYNC Slave FIFO OUT? 执行FIFO Reset流程了吗?
- MCU时序:
SLRD# 是否产生干净、足够宽度(>30ns)的负脉冲? 检查SLOE#和SLRD#时序,务必用示波器验证。
- 数据存在性: 主机发数据后,FX2LP的
EP8BCH/L寄存器是否增大? (固件打印/Suite工具监测)
按此方法逐步排查,必能定位故障点!建议先用Cypress Suite和示波器联合验证数据流与信号完整性。
针对 CY7C68013A 在异步 Slave FIFo 模式下外部 MCU 无法读写 FIFO 的问题,结合你描述的情况(SLCS 拉低,检测到非空 FLAG,执行读操作后 FLAG 状态不变且 EP8FIFOBCH 始终不归零),以下是一个系统性的排查方案和注意事项:
核心排查点
USB 端点配置 (固件端):
外部 MCU 接口时序与信号:
- FLAG 检测逻辑:
- 再次确认你读取的是 EP8 对应的 FLAG 引脚 (根据
PINFLAGSAB/ CD 寄存器配置)。
- FLAG 极性: 确保 MCU 检测的是 非空标志 EF# (低有效)。
PINFLAGSAB/ CD 配置需与硬件连接匹配。
- 异步读操作时序 (至关重要!):
- 典型顺序:
- 检测
EF# = 0 (有数据)
- 拉低
SLCS# (选通芯片)
- 拉低
SLOE# (输出使能)
- 等待 T
oe (Output Enable Access Time,约 20-30ns)
- 从
FD[15:0] 读取有效数据
- 拉高
SLRD# (产生读脉冲,宽度需 > Trpw,典型 30ns)
- 等待 T
rdoe (Data Hold After RD#)
- 拉高
SLOE#
- 拉高
SLCS# (可选)
- 关键点:
SLRD# 是上升沿触发数据指针递增。一个完整的数据读取需要 SLRD# 产生一个有效的负脉冲。
SLOE# 必须在数据稳定后才能读取。最简操作:SLRD# 和 SLOE# 同时拉低,延迟后读数据,然后先拉高 SLRD# 再拉高 SLOE#**。
- 时序违规 (频率太高或太短) 会导致数据指针不动或错误!
- 用示波器测量:
SLCS#, SLOE#, SLRD#, EF# 和一条 FD 线。确认:
EF# 在检测时为低。
SLCS# 和 SLOE# 在读操作期间为低。
SLRD# 有清晰、宽度足够的低脉冲 (>30ns)。
- 在
SLOE# 低且 SLRD# 上升沿之后,EF# 应该在下一个系统时钟周期或稍后拉高 (数据被取出)。如果 EF# 永远不拉高,说明读取操作未被识别,或端点内部无数据。
FD 总线在 SLOE# 有效期间应有稳定数据输出 (如果不是0x0000)。如果一直是高阻或0,说明没数据输出。
FPGA/MCU 端的 FIFO 控制器:
- 地址匹配: MCU 必须将
FIFOADR[1:0] 设置为 11 (EP8),并在整个传输过程保持此地址不变 (除非配置了自动切换)。Slave FIFO 模式下地址通常只在初始化时设置一次。
SLRD# 和 SLOE# 的驱动:
- 确保 MCU/FPGA 不是以过高频率切换
SLRD#。尝试将读操作间隔拉大 (如每5ms读一次) 排除速度问题。
SLRD# 必须是干净的负脉冲,避免毛刺。
- 数据总线: 检查 MCU 是否将
FD[15:0] 配置为输入模式。Slave FIFO 读操作时 FX2LP 驱动总线。
数据流与端点状态:
- 验证数据是否到达 EP8:
- 使用 Cypress Suite 工具监视: 连接设备后,在 Control Center 打开 EP8 OUT 端点,手动发送数据包。观察
DEBUG 标签下 EP8FIFOBCH/L 是否增加。如果上位机发数据后 BCH/L 不增加,说明数据未到达端点缓冲区 (可能是固件端点配置错误、USB 枚举问题、驱动程序问题)。
- 检查
EPxBCL/H 寄存器: 固件可在 DEBUG 模式读取 EP8BCH/L 或 OUTPKTENDCNT 等寄存器判断是否有数据提交给硬件 FIFO。
重点注意事项
SYNCDELAY 宏: 所有访问核心寄存器的操作 必须 用 SYNCDELAY; 隔开,尤其 FIFO 配置/复位操作。
- FX2LP 主频: 固件必须运行在内部或外部有效时钟 (如 48MHz IFCLK)。
- 端点缓冲区管理:
- AutoOUT 模式: 固件设置
EP8AUTOINLENH = 0x80;(512字节),FX2LP 自动提交缓冲区。通常推荐。
- 手动模式: 固件需在每次准备好接收新数据时,执行
OUTPKTEND。MCU 读数据不会自动释放缓冲区给主机。
- FLAG 更新延迟: 异步模式下,
EF# 更新有延迟。SLRD# 上升后 需等待数个 IFCLK 周期 EF# 才会变高。不要期望立即改变。
- IO 电平匹配: MCU 与 FX2LP 的电压是否一致?5V容忍?确保逻辑电平有效。
解决步骤建议
- 固件端验证:
- 使用官方 SlaveFifo 示例固件 (如
slavefifoOUT) 下载测试。排除自定义固件配置错误。
- Control Center 测试: 用工具确认主机数据能正常发送到 EP8。
- MCU/FPGA 端:
- 简化读逻辑: 改为手动触发一次读取 (按钮触发),并用 示波器严格检查时序。
- 检查
FIFOADR 和极性配置。
- 联合调试:
- 测量关键信号: 示波器同时抓取
IFCLK, EF#, SLCS#, SLOE#, SLRD#, FD[0],观察数据何时被驱动、EF# 何时更新。
- 检查
EP8FIFOBCH 变化: 主机发送后,固件打印该寄存器值,确认数据实际写入 FIFO。
参考资料
- CY7C68013A Datasheet:
- 第 9 章: Slave FIFOs
- 第 10 章: FIFO Registers (重点:EPxCfg, FIFOPinPolar, PinFlagsAB/CD, EPxFifoCFG)
- 第 11 章: Programming Considerations (同步延迟,FIFO复位流程)
- AN61345 - EZ-USB® FX2LP™ Slave FIFO Interfaces
- Cypress Suite 安装包中的
slavefifo 工程示例 (C:CypressUSBTargetDriversSlaveFifo)
总结诊断思路
数据完全卡在端点缓冲区,未被外部MCU读走 → EF#不更新 → SLRD#信号未被正确识别或端点压根无数据。
优先检查:
- 固件端点配置: EP8是否设为ASYNC Slave FIFO OUT? 执行FIFO Reset流程了吗?
- MCU时序:
SLRD# 是否产生干净、足够宽度(>30ns)的负脉冲? 检查SLOE#和SLRD#时序,务必用示波器验证。
- 数据存在性: 主机发数据后,FX2LP的
EP8BCH/L寄存器是否增大? (固件打印/Suite工具监测)
按此方法逐步排查,必能定位故障点!建议先用Cypress Suite和示波器联合验证数据流与信号完整性。
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