基于DSP的USB数据传输系统设计

根据程序流程图，固件设计思路如下：

(1)初始化工作。包括设置一些特殊功能寄存器的初值，以实现所需的设备属性或功能，例如：配置端口、使能端点、开中断。该设计中，使CY7C68001工作于异步FIFO模式，将4 KB的FIFO对应到两个端点(Endpoint)，即Endpoint2和Endpoint6。

(2)辅助硬件完成设备的重新列举过程。包括模拟设备的断开与重新连接，对接收到的设置包进行分析判断，从而对主机的设备请求做出适当的响应，完成主机对设备的配置任务。

(3)对中断的处理。CY7C68001有6个中断源，可以分别通过中断使能对寄存器的各位进行设置。一旦中断事件发生，CY7C68001的INT引脚就被置低，并且置中断使能寄存器的相应位(即中断使能寄存器同时充当中断标志寄存器，中断使能寄存器具有读写属性)。当中断发生时，中断标志寄存器的状态字映射到FD[7：0]；中断发生后。DSP对CY7C68001简单的一次读操作即可获取中断信息，识别中断源并进行相应处理。相对于中断标志寄存器的读操作，其他对CY7C68001寄存器的读操作通常要先发送一次请求，并且收到READY响应后．才可以读取数据。

(4)数据的接收与发送。在读数据时，应首先判断CY7C68001的FIFO2是否为空，如果不为空，才将数据读进来。在写数据时，还要判断要写的数据个数是否为512 B的整倍数，如果不是，则使用PKTEND信号来标识数据包的结束。EP2和EP6分别对应存放USB需要上传与接收的数据。其中，EP2为OUT型，负责从主机接收数据；EP6为IN型，负责向主机发送数据。EP2和EP6均采用批量(BULK)传输方式，这种传输方式具有数据可靠，传输速率高等特点，特别适合大批量数据传输。部分关键代码如下：

DSP读端点2中的数据：

2．2 驱动程序

在Windows平台下，USB驱动程序由三部分组成：USB设备驱动程序、USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程序。它们必须遵循Win32驱动程序模型(WDM)。其中，Windows操作系统已经提供了处于驱动程序栈底的USB主控制器驱动程序和USB总线驱动程序(USBD．SYS)。USB设备的驱动程序主要是通过调用USBD．SYS来实现PC机与USB总线的数据交换。USB驱动程序主要完成以下功能：

(1)发现、配置、关闭USB设备。通过一系列有关即插即用(Plug and Play)的派遣函数来完成。例如Ezusb_PnPAddDevice()，Ezusb_DispatchPnp()等函数。

(2)驱动程序与应用函数的接口。像Ezusb_Creat()，Ezusb_Close()等函数。应用程序调用Ezusb_Create()后，返回惟一的Windows句柄后，才能调用驱动程序的其他函数，完成驱动程序对CY7C68001的一系列操作和数据传送。应用程序通过调用API函数CreateFile()来实现对Ezusb_Create()的访问。

(3)控制与数据传送接口。这是驱动程序的主要部分。它是Windows的异步I／O操作。应用程序使用标准Win32API函数DeviceIoControl()来执行这样的操作。在驱动一方，这个DeviceloControl()调用被转化成一个带IRP_MJ_DEVICE_CONTROL功能码的IRP。像读取与写入FIFO数据、endpoint0的操作均是通过异步I／O的方式来完成的。

2．3 主机应用程序

USB主机应用程序是计算机中完成特定功能的程序，其关键是实现从USB外设读取或发送特定数量的数据、USB标准设备请求和特定的命令等。另外，可以、对数据做进一步的处理，如：存储、显示、快速傅里叶变换等。主机应用程序的编写使用VC编译环境中的API函数实现。应用程序的编程方法与串口编程类似。首先必须查找设备，调用Win32函数CreateFilea()打开设备的句柄；然后调用Win32函数DeviceloControl()就可以进行数据读写和控制操作；最后关闭设备句柄。在VC++6．0中用C++编写简单的上位机测试程序，得到测试结果如图3所示。

3 结 语

在CT图像重建系统中，高性能的DSP芯片具有高速的数据处理能力，利用设计的USB接口，能够快速方便地实现实时传输。经测试，该设计的USB接口传输速度可达35 Mb／s以上，具有较高的实用价值和良好的应用前景，而且对于使用其他微处理器开发基于CY7C68001的USB 2．0接口也有很好的借鉴作用。

作者：丁瑞卿，孙毅刚，张红颖 来源：现代电子技术