基于USB2.0技術(shù)的高速雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　圖3 GPIF Designer設(shè)計的 FIFORd波形

　　4.系統(tǒng)軟件編寫

　　系統(tǒng)軟件主要包括三個部分：下位機(jī)CY7C68013的固件，USB驅(qū)動程序和上位機(jī)主機(jī)應(yīng)用程序。

　　4.1 固件程序編寫

　　對于下位機(jī)CY7C68013的固件編寫，Cypress公司給出了在Keil C51下的固件程序框架，固件框架完成EZ-USB FX2的初始化、USB標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請求處理、USB掛起模式下的電源管理服務(wù)和USB中斷處理。Cypress還提供了函數(shù)鉤子來加速用戶代碼的添加。用戶只需要簡單地提供一個USB描述符表和執(zhí)行外圍功能的代碼即可。

　　4.2 驅(qū)動程序編寫

　　Windows系統(tǒng)下的USB驅(qū)動包括三層，從高到低依次是：USB客戶端設(shè)備驅(qū)動(USB Client Device Driver)、USB總線驅(qū)動(USB Hub(Bus) Driver)、主機(jī)控制器驅(qū)動(Host Controller Driver)。后兩者由Windows系統(tǒng)提供，用戶只需要開發(fā)USB客戶端設(shè)備驅(qū)動程序，Cypress公司提供了一個通用的驅(qū)動程序 (General Purpose Driver)，即ezusb.sys，一般情況下，該驅(qū)動程序可以滿足FX2開發(fā)者的需要。本文使用了Cypress公司的通用驅(qū)動 ezusb.sys。為了使用ezusb.sys，用戶必須編寫對應(yīng)的inf文件，inf文件將特定的USB設(shè)備綁定給相應(yīng)的驅(qū)動程序，該inf文件參照 ezusbw2k.inf編寫。

　　4.3 主機(jī)應(yīng)用程序編寫

　　通用驅(qū)動程序GPD即ezusb.sys提供了基本USB設(shè)備請求和數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩裟Ｊ浇涌?，用戶模式?yīng)用程序通過Win32函數(shù) DeviceIoControl()給設(shè)備驅(qū)動器發(fā)送請求。Ezusb.sys提供了基本設(shè)備請求、批量讀寫、同步讀寫等一系列IOCTL函數(shù)。這里以 IOCTL_EZUSB_BULK_READ（EZUSB批量傳輸）為例加以介紹。

　　批量傳輸模式下讀FX2的端點FIFO的關(guān)鍵代碼如下：

　　DWORD ioctl_val=IOCTL_EZUSB_BULK_READ; //設(shè)置從設(shè)備中讀數(shù)據(jù)

　　Bresult=DeviceIoControl ( hDevice , ioctl_val , //從設(shè)備讀數(shù)據(jù)

　　bulkControl , //端點號

　　sizeof ( BULK_TRANSFER_CONTROL), //傳入?yún)?shù)的大小

　　buffer , //讀數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)

　　length , //讀數(shù)據(jù)的長度

　　(unsigned long *)nBytes , //驅(qū)動返回的數(shù)據(jù)的實際長度

　　NULL);

　　限于篇幅，其他程序代碼從略。

　　6．結(jié)束語

　　本文的創(chuàng)新點是充分發(fā)揮了CY7C68013的優(yōu)勢，利用FX2的內(nèi)部可編程狀態(tài)機(jī)GPIF實現(xiàn)了與外圍FIFO“無膠”連接，避免了使用外圍ASIC或者CPLD、FPGA等的麻煩，系統(tǒng)升級方便。整個電路結(jié)構(gòu)緊湊，占用面積小，便于攜帶。

　　本文采用Cypress公司的USB2.0芯片CY7C68013設(shè)計了一種通用的高速雙路同步數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，通過將其與高精度激光縱模分析儀連接進(jìn)行試驗，證明該系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高速實時傳輸，達(dá)到了預(yù)先設(shè)計的目標(biāo)。隨著USB口的進(jìn)一步普及和計算機(jī)的發(fā)展，本文設(shè)計的這種USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必將得到更加廣泛的應(yīng)用。