POWERUP2_00为上电后或复位后的状态；XFERl6_1X～XFER00_1X为数据传送状态；WAIT_00为出错状态，该状态结束的条件是MCTL与MMD发生传输冲突消失且消息传送结束；在PAUSE_01状态下插入等待；EOM_00为消息传送的起始和结束状态。主／从两个状态机合为一个状态机后，MCS和主权控制状态机控制作何种状态机运行[M1，M2，M3]控制主状态机的状态转换，从状态机的状态转换由MCTL和MMD控制。
2.4 USB接口设计
   USB接口芯片采用了ISP1581。ISP1581是Phil-lps 公司提 不应求的高速USB接口芯片，符合USB2．0规范。它的内部集成了数据收发器、串行接口引擎(SIE)、并行接口引擎(PIE)、FIFO存储器(8 KB)、存储管理单元(MMU)、微控制器接口和DMA(直接内存访问)管理器。外部电路接口简单，因ISP1581内部不带有微控制器，需外接。本文的微控制器采用AT89C52单片机。USB硬件模块主要包括ISP1581，AT89C52，总体框架结构如图5所示。

    ISP1581通过16位数据总线与FPGA相连，AT89C52负责控制数据的DMA传输。ISP1581与微控制器的通信通过一个高速(15 MB／s或15 Mword／s)的通用并行接口AD[7:O]实现，并具有高速DMA接口。
2．4．1 USB接收数据模块实现
    本文采用的USB器件是带有DMA控制器的ISP1581，为了简化电路，采用ISP1581的DMA主控制器方式。如图6所示，当FPGA的FIFO满标志为1时，单片机给ISP1581发送请求有效信号、写信号和写周期信号，给FIFO发送读请求信号和读周期信号，当读出的数据达到预定的数目时，单片机把ISP1581请求信号设置为无效，等待下一组存储数据。

2．4．2 读数据和并／串转换
    单片机把接收的控制信号通过DMA传输通道把数据传到FIFO中，其DMA传输过程和图6相似，只要把DIOW改成DIOR，把rdreq改成wreq就可以了，然后通过FPGA的内部逻辑取出16位并行数据进行并／串转换。

3 系统软件设计
3．1 USB固件(Firmware)程序开发
    固件其实就是单片机的程序文件，主要完成设备初始化、USB协议标准请求处理以及其他应用程序。一般来说，固件程序的软件结构可设计为基于中断的分层结构，如图7所示。

    在固件程序中，后台的中断服务例程(ISR)负责从ISP1581收集数据，当ISR收集到了足够的数据时，通知前台主程序循环数据已经准备好，由主程序循环进行数据的处理。以的批量传输端点为例，当从主机收到一个数据包，就会向为控制器产生一个中断请求，微控制器立即响应中断。在中断服务例程中，固件程序将数据包从内部数据缓冲区转移到循环数据缓冲区，然后将数据缓冲区清零以使该端点可以接收新的数据包，这时微控制器可以继续执行当前更为紧急或者还未处理完的任务，例如读取采集数据，然后返回到主循环中检查循环缓冲区是否有新的数据，并进行处理。
3．2 USB设备驱动程序开发
   驱动程序的基本功能是建立应用程序与USB接口之间的数据通讯。本设计采用Driver Works开发USB驱动程序。