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api数据接口:9.3.6、V5KF系统问答培训中的【高级培训指令】-调用第三方数据接口
【摘 要】在数字集成电路的设计过程当中,需要采用硬件描述语言,设计完毕后,还必须要对设计是否满足要求进行检测.一般采用软硬件协同的检测方法,这种方法也是新的验证法,因为是软件和硬件配合使用,可以采用计算机的USB接口来对验证测试数据进行发送,极大的提高了工作效率.笔者根据实际情况,针对基于USB接口的软硬件协同验证平台进行了研究和分析,希望能为广大的相关工作者提供一些参考文献.
【关键词】USB接口；软硬件协同验证平台；数据；测试；系统
１ 软硬件协同验证平台
采用计算机的软件来对电路进行仿真,一般都是对电路里的各个元器件在数学模型的基础上进行研究.在它运行的过程中,对它运行时的参数以及电路中的结点进行科学的核算,一直从输出端到输入端,最终得到仿真结果.因为计算的量非常大,而且近年来芯片的规模也在不断的增大,所以仅仅依靠计算机软件仿真来对设计进行验证,其速度非常的慢.
为了提高速度,技术人员提出了在硬件验证和测试数据的时候,联合计算机软件共同形成一个完整的工作环境.
２ 系统硬件的设计
２．１ 设计的目标
总的设计包括了USB接口电路,以及MCU电路、以及PPGA接口管理,这三个部分是重要的模块.但是需要注意的是,MUC和PPGA需要依靠软件程序来运行,因此它们的灵活性非常的高.只要对软件部分进行修改,就可以满足不同的验证和测试需要.
USB接口电路的功能是对USB数据通信底层数据流进行处理,从而完成物理层的协议.它主要包括了六个,即MRZI编码、MRZI解码、数据封包、数据解析包、提供通信的端点和接收发送数据的缓冲.
图1 系统硬件的结构
MCU可以对电路部分进行控制,而且还能控制USB接口芯片的初始化以及配置,这样就可以协调整个系统的工作.同时,它能够促使USB接口芯片和后面验证的接口实施数据方面的交接.由于FPGA的控制性能远远不如MCU,因此必须采用MCU来对USB接口芯片进行管理.
在验证的整个过程中,其对实时性的要求也比较高,而且验证的数据量也非常的大,因此,在对输入接口和输出接口进行验证之前,还必须要设计一个异步FIFO,从而进行缓冲,但FIFO对存储的深度要求并不是太高,因此,可以在FPGA当中用软件来使用FIFO.然后还要设计一个接口模式,这个接口模式必须是灵活的,而且可以满足不同的验证需要.同时,这个接口也是需要对程序进行编写,然后再通过系统内部的FPGA芯片来实现.
２．２ 电路原理
USB的接口,一般都选择专业的接口和芯片.在整个电路当中,CH375它是一个支持USB的专用芯片,它可以用在USB的设备和主机上面,另外还可以对这两种方式进行转换.它支持的传输方式有三种,即中断传输、批量传输、控制传输.在这个系统当中,只会用到两种传输,中断传输和批量传输.其内部的通信端点共有三个,系统当中可能用到的主通信端点有64字节的缓冲区.不仅如此,CH375里面甚至还对USB Dewvrce固件进行了固化,形成了内部的固化模式.这样一来,就大大的提高了使用的效率.
CH375的硬件设计很简单,芯片的论文范文只需要时钟电路或者是电源退耦,便可以开始运行.整个芯片支持多种电平标准,比如3.3伏、5伏.CH375的内核是3.3伏,如果要运用5伏的,那么则需要把28脚接在5伏的电源上,9脚则接一个退耦的电容,其内部的稳压器可以为内核提供3.3伏的电源,所以,如果是3.3伏的系统,那么就应该同时将9脚和28脚一起接在3.3伏的电源上面.
CH375的内部结构包括了几个部分,PLL倍屏器、主从USB接口SIE、被动并行接口、数据缓冲区、异步串行接口、协议处理器、命令解释器等等.同时它还有7个物理端点,所有的端点都包括了上传端点和下穿端点.
２．３ 接口总线
在CH375当中,有一个异步串行接口,还有一个8位的并行数据总线接口.需要注意的是,异步串行接口仅仅只能够用在USB的主机当中,而且因为并行的总线,它的通信带宽高于异步串口,因此,可以使用另外一种,也就是8位并行数据总线.
这种8位并行数据总线,它既是数据输入和输出的端口,又能够对输入的端口进行命令.因为端口AO会对输入数据进行分辨,所以,如果CH375写入命令的时候,那么端口AO可以设置为高电平.如果CH375的写入数据,或在总线之中读出数据的时候,那么就需要将端口AO设置为低电平.
只有DR信号有效的时候,CH375的数据总线才会显示输出状态.在另外的情况下,数据会显示为高阻抗的状态.对芯片进行了读写冲突的保护,即便是写信号和读信号同时有效,那么数据总线也能够显示为输入模式,并且开始写.
２．４ 操作命令
关于CH375的所有操作,都要通过总线发送命令,这样操作才是有效的,它的命令数量为23.当系统上电之后,必须对CH375实施硬件复位,才能够执行命令.因为该命令的执行时间过长,大概在40毫秒之后才能完成.然后是对USB设备的VID、PID进行设置,在操作的过程中,可以对VID、PID进行选择,如果是不设置,那么则可以用系统当中默认的VID、PID.设置时必须要在设置器件的工作模式以前操作.
SET-USB-MODE可以用来设计器件的工作模式,写入了SET-USB-MODE命令以后,必须再写一个表征模式代码的数字.这样一来,CH375的初始化工作就算完毕了,就要等待INT引脚的中断信号了,如果发出了中断信号,那么总线便有反应,可以采取GET-STATUS命令,可以将中断状态进行取消.另外还要按照中断状态输出的代码意义来进行相关的行为,并且执行命令.
３ 测试方法
系统在运行的过程中,传输数据的带宽是重要的指标,而且数据的完整性也显得非常重要,数据一旦产生错误,就会影响测试的结果.
以上研究和设计的软件带有输出数据显示窗口,可以对硬件通过USB接口传来的数据进行显示.软件会从计算机里面读取文件,通过USB接口发送到测试电路板当中.等到单片机收到了数据,会把数据全部传送给计算机,最后再对传输过去的数据、接收到的数据进行比较,观察数据是否一致,有无差异.
４ 总结与体会
软硬件的协同验证是一种计算机软件和硬件结合的验证方法,采用USB来传输数据,能够实现目标设计和计算机之间的大量数据传输.这种方法是可行的,同时也具有非常实际的应用价值.
【参考文献】
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［３］李济世,王鹏.MSTP芯片的软硬件协同验证平台设计[J].光通信技术,2005, 29（11）：4-6.
［责任编辑：丁艳］
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