王振红 王子龙 金晓文 蔡昕茏 齐林 崔伯栋 张振佳 北方工业大学

USB2.0接口传输的FPGA控制系统
——由PC机控制8乘8点阵实现五子棋游戏

王振红 王子龙 金晓文 蔡昕茏 齐林 崔伯栋 张振佳 北方工业大学

Cypress公司生产的EZ-USB FX2LP系列CY7C68013A芯片的主要功能是通过USB口实现P C机与外部设备的通讯，并满足USB2.0的通信要求。本系统可通过PC机的可执行程序产生数据，经由CY7C6801A3芯片传输至外设FPGA中，最终实现由PC端操作并由FPGA端显示的五子棋游戏系统。

USB2.0；FPGA；CY7C68013A；串行接口

1.PC机控制的五子棋游戏系统结构

此系统为基于CY7C68013A芯片的数据交换系统，通过PC机的可执行程序，模拟五子棋游戏的真实环境。由PC端构建游戏数据，利用CY7C68013A芯片，将五子棋棋盘在FPGA连接的8×8点阵上显示。PC机控制的五子棋游戏系统的结构图如图1.1所示。

图1.1

2. FPGA部分

本系统的FPGA部分，采用ALTERAEPM7128SLC84-15芯片。EPM7128系列是可编程的大规模逻辑器件，为ALTERA公司的MAX7000系列产品，具有高阻抗、掉电可存储等特点，可用门单元为5000个，管脚间最大延迟为5ns，工作电压为+5V。芯片内控制单元使用V H D L语言编写。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分及端口)和内部（或称不可视部分）即涉及实体的内部功能和算法完成部分。

图2.1 CY7C68013A与FPGA及8×8点阵连接框图

CY7C68013A向PFGA传输12位逻辑矢量，在FPGA中转换成3组8位逻辑矢量，其中两组输出GA7-0，RA7-0，一组输出ROW IN7-0。通过24位逻辑矢量驱动8×8点阵显示棋盘。CY7C68013A与FPGA及8×8点阵连接框图如图2.1所示。

图2.2 VHDL外接红绿双色24管脚8×8LED灯点阵及驱动电路