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USB2.0接口和DSP构成的高速数据采集系统


)是由4片IDT72V2113的相应信号组合形成的;XCE3为外部扩展总线(XB)的空间选择信号,XFCLK为外部扩展总线(XB)的输出时钟,EXT_INT4是C6203B的外部中断信号4,DX0用作通用输出口,控制IDT72V2113的写使能信号。
  
  2.4CY7C68013与C6203B的连接
  
  CY7C68013是一个非常方便的USB2.0实现方案,它提供与DSP或者MCU连接的接口,连接方法有两种:SlaveFIFOs和Master可编程接口GPIF。在本方案中,选用了SlaveFIFOs方式,异步读写。SlaveFIFOs方式是从机方式,DSP可以像读写普通FIFO一样对CY7C68013内部的多层缓冲FIFO进行读写。具体的电路连接如图5所示。FLAGA、FLAGB和FLAGC是CY7C68013内部FIFO的状态标志,C6203B通过通用I/O口来获得FIFO的空、半满(由用户设定半满的阈值)和满等状态信息。C6203B对CY7C68013内部FIFO的选择,以及数据包的提交也是通过通用I/O口来实现。C6203B通过EMIF接口的CE2空间对CY7C68013进行读写操作。工作过程为:DSP通过USB向PC发送数据时,首先查看空、半满和满这三个状态信号,然后向USB写入适当大小的数据,以保证数据不会溢出;PC机通过USB向DSP发送命令字时,USB通过中断方式通知DSP读取命令
  
  
  
  字。
  
  3USB软件设计
  
  USB接口开发中有相当大的工作量是关于USB软件的开发,USB软件包括三方面的工作:固件(firmware)设计,驱动程序设计和主机端应用程序的设计。
  
  3.1固件设计
  
  固件是运行在CY7C68013上的程序,可采用汇编语言或C语言设计,其主要功能是控制CY7C68013接收并处理USB驱动程序的请求(如请求设备描述符、请求或设置设备状态,请求或设置设备接口等USB2.0标准请求)、控制CY7C68013接收应用程序的控制指令、通过CY7C68013存放数据并实时上传至PC等。
  
  本方案中的固件设计思路如下:
  
  ①使CY7C68013工作于异步从FIFO(AsynchronousSlaveFIFO)模式。相应的寄存器操作为:IFCONFIG=0xCB。
  
  CY7C68013具有多种工作方式,除了可以作为能够产生任意控制波形的主控芯片外,即使作为从设备,也可选择异步还是同步方式。由于DSP的关系,本方案选择异步从方式。
  
  ②将4KB的FIFO对应两个端点(EndPoint),即EndPoint2和EndPoint6。相应的寄存器操作为:EP2CFG=0xA0,EP6CFG=0xF2。
  
  EndPoint2与EndPoint6分别对应2KB的内装中FIFO(下文分别称为FIFO2、FIFO6),存放USB需要上传与接收的数据。其中EndPoint2为OUT型,负责从主机接收数据;EndPoint6为IN型,负责向主机发送数据。另外,EndPoint2与EndPoint6均采用批量(BULK)传输方式,这种方式相对于其它USB2.0定义的传输方式具有数据可靠、传输速率高等特点,是最常用的传输方式。
  
  ③对FIFO进行配置。相应的寄存器操作为:EP2FIFOCFG=0x11,EP6FIFOCFG=0x0D。
  
  本方案将FIFO2、FIFO6设置成自动方式。这里所谓“自动”,是指在数据的传输过程中,不需要CY7C68013的8051内核参与。如有特殊需要可以设成手动方式,这样8051就可以对数据进行修改,如图6所示。另外还将FIFO配置成16位接口。
  
  ④其它操作。为了完善整个USB传输功能,提高固件的健壮性,还必须配以其它设计,这包括FIFO的自动清空复位,个性化命令等功能,在此就不进行详细讨论了。
  
  3.2驱动程序设计
  
  USB系统驱动程序采用分层结构模型,分别为较高级的USB设备驱动程序和较低级的USB函数层。其中USB函数层由两部分组成:较高级的通用串行总线驱动程序模块(USBD)和较低级的主控制器驱动程序模块(HCD)。在上述USB分层模块中,USB函数层(USBD及HCD)由Windows提供,负责管理USB设备驱动程序和USB控制器之间的通信;加载及卸载USB驱动程序;与USB设备通用端点(EndPoint)建立通信并执行设备配置、数据与USB

《USB2.0接口和DSP构成的高速数据采集系统(第3页)》
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