EPA主控卡的硬件設(shè)計與驅(qū)動開發(fā)

如圖3所示，整個USB主機控制器都掛接在AHB總線上，內(nèi)核與USB主機控制器的數(shù)據(jù)交換通過DMA接口完成，與USB寄存器的通信則通過寄存器接口來實現(xiàn)。該主機控制器具有兩路端口，分別對應(yīng)著兩路LPC2478內(nèi)置的模擬收發(fā)器(ATX)。這兩路端口是完全一樣的，可以根據(jù)實際情況自由選擇。
2．5 電源模塊
EPA控制器的電源通過以太網(wǎng)供電，即以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r輸送電源，避免系統(tǒng)因電源不穩(wěn)出現(xiàn)掉電的情況。采用RJ45接口的4／5、7／8作為電源和地傳輸線，數(shù)據(jù)收發(fā)1／2、3／6一起構(gòu)成兩個雙絞線對，存在同一網(wǎng)線內(nèi)，減少了擾動，增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性。供電輸入電壓DC-24 V，由于CPU內(nèi)核和以太網(wǎng)PHY收發(fā)器、存儲器的工作電壓為3．3 V，所以需要對輸入電壓進行DC—DC轉(zhuǎn)換，以滿足系統(tǒng)需求。
2．6 調(diào)試模塊
通過JTAG調(diào)試接口，可以很方便對程序進行跟蹤調(diào)試。通過通用的串口，可以將調(diào)試信息打印到屏幕上，給調(diào)試帶來了極大的方便。

3 EPA主控卡驅(qū)動軟件設(shè)計
作為工業(yè)應(yīng)用產(chǎn)品，需具有可靠性、準(zhǔn)確性、實時性要求。在EPA主控卡軟件開發(fā)過程中，采用模塊化設(shè)計思想，以減少程序間耦合，增強代碼的可移植性、可讀性和可靠性，同時也方便測試、維護和升級。主控卡中軟件功能模塊的劃分如圖4所示。圖中淺灰色模塊為待移植或待開發(fā)的模塊，深灰色模塊為已經(jīng)存在的模塊，白色部分是本文將要實現(xiàn)的模塊。

3．1 以太網(wǎng)驅(qū)動模塊
此模塊包含3個部分：
①以太網(wǎng)模塊初始化。此模塊主要完成PHY讀寫、以太網(wǎng)SRAM分配、接收和發(fā)送緩沖區(qū)初始化，以太網(wǎng)MAC的硬件設(shè)置、寄存器設(shè)置、工作模式配置以及中斷配置等。
②以太網(wǎng)接收數(shù)據(jù)。此模塊主要將緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)讀取并保存到接收緩沖區(qū)，并通知上層協(xié)議軟件進行處理。數(shù)據(jù)包的接收由硬件自動完成，在接收數(shù)據(jù)完成后產(chǎn)生中斷觸發(fā)接收任務(wù)。
③以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)。此模塊將上層協(xié)議(EPA協(xié)議、UDP／IP協(xié)議)數(shù)據(jù)包封裝并拷貝到發(fā)送緩沖區(qū)中，然后由以太網(wǎng)PHY收發(fā)器自動完成數(shù)據(jù)發(fā)送。
3．2 USB HOST驅(qū)動模塊
USB HOST驅(qū)動設(shè)計是基于LPC2478內(nèi)部集成的嵌入式USB主機控制器的基礎(chǔ)上的，該主機遵循OHCI規(guī)范。USB HOST設(shè)計包含以下兩部分：
①OHCI規(guī)范的介紹。此模塊介紹了OHCI工作范圍——HCD(主機控制器驅(qū)動)和HC(主機控制器)、數(shù)據(jù)傳輸類型、HCD和HC各自的任務(wù)以及HCD和HC之間接口HCCA。
②USB HOST驅(qū)動設(shè)計模塊。此模塊實現(xiàn)硬件配置、中斷配置和USB HOST協(xié)議設(shè)計。分為PDD(Plat-form-Dependent Driver，與硬件平臺相關(guān))層和MDD(Model Device Driver，與硬件平臺無關(guān))層。MDD主要包括HCD實現(xiàn)對HC的管理、根集線器的管理、OHCI規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(ED／ TD／HCCA)、USB SRAM管理分配，USBD(USB核心驅(qū)動)實現(xiàn)USB協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)請求以及檢測到設(shè)備插入后完成設(shè)備的枚舉。