FPGA的嵌入式系統(tǒng)USB接口設(shè)計

3．2 USB驅(qū)動程序
USB系統(tǒng)軟件由主機中的軟件和設(shè)備同件構(gòu)成。USB主機中的軟件主要包括USB設(shè)備驅(qū)動(USBDD)、USB總線驅(qū)動(USBD)和USB主控制器驅(qū)動(HCD)。
USB設(shè)備驅(qū)動程序(或客戶驅(qū)動程序)處于最頂層，它支持特定設(shè)備類的驅(qū)動，負責(zé)與其對應(yīng)的USB設(shè)備進行通信和讀寫控制，實現(xiàn)各個USB設(shè)備特殊的功能應(yīng)用。連接USB設(shè)備的每種類型的功能單元都必須具有客戶驅(qū)動程序?？蛻趄?qū)動程序把USB設(shè)備看作是一個可被訪問的端點的集合。USB設(shè)備可以被控制并與其功能單元通信。USB設(shè)備驅(qū)動程序通過I／O請求包(IRP)向USB總線驅(qū)動程序發(fā)送請求。這些請求包將一個給定的傳輸初始化。這種傳輸可以來自于一個USB目標(biāo)設(shè)備或發(fā)送到USB設(shè)備。

USB總線驅(qū)動(USBD)是在主機控制器驅(qū)動和USB設(shè)備驅(qū)動之間的模塊，它對應(yīng)USB協(xié)議的USBD，在Windows系統(tǒng)中由USBD．SYS模塊提供。它是在某一操作系統(tǒng)上對USB總線和協(xié)議提供支持的軟件，獨立于USB設(shè)備和USB設(shè)備驅(qū)動，并對它們進行控制和提供統(tǒng)一編程接口。
USB主控制器驅(qū)動程序(HCD)處于最底層，它負責(zé)對主機控制器進行抽象和對USB提供低級支持。
3．3 PC端的軟件設(shè)計
PC端的軟件設(shè)計采用面向?qū)ο蟪绦?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/設(shè)計">設(shè)計，分為核心類(包括Provider，Data，Net)和應(yīng)用類(包括UI，Call，Record)。其中核心類提供對硬件、操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的支持，應(yīng)用類在核心類的基礎(chǔ)上提供對用戶操作的支持。Provider類定義對USB設(shè)備的讀寫操作，提供讀取數(shù)據(jù)方法(readusb())和寫數(shù)據(jù)方法(writeusb())；Data類包括地址數(shù)據(jù)(Address)、音頻數(shù)據(jù)(Audio)和控制數(shù)據(jù)(Command)的定義，并提供數(shù)據(jù)的分解方法(Decompose())和組合方法(Compose())；Net類提供對網(wǎng)絡(luò)的支持，包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的選擇和數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。UI類提供對用戶界面的支持，包括窗口、對話框等，實現(xiàn)基本用戶框架與應(yīng)用入口；Call類提供通話功能；Record類則提供電話錄音功能；根據(jù)不同應(yīng)用要求，可擴展其他應(yīng)用類。具體結(jié)構(gòu)如圖5所示。

4 結(jié)束語
USB靈活的接口和可編程特性可簡化外部硬件的設(shè)計，提高系統(tǒng)可靠性。而USB2．O控制器CY7C68013A也廣泛應(yīng)用于許多數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域。FPGA已成為通信、計算機、消費類電子產(chǎn)品等領(lǐng)域的基礎(chǔ)器件。這里所介紹的USB設(shè)備就是一個基于FPGA的嵌入式系統(tǒng)，該系統(tǒng)軟硬件都具有模塊化的特性，易于改造成其他應(yīng)用場合的語音控制系統(tǒng)(DAA除外)。該設(shè)計的應(yīng)用可節(jié)省大量的人力、物力。具有較大的推廣意義和使用價值。