基于USB2.0技術的高速雙路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
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圖3 GPIF Designer設計的 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CY7C68013的固件，USB驅(qū)動程序和上位機主機應用程序。
4.1 固件程序編寫
對于下位機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標準設備請求處理、USB掛起模式下的電源管理服務和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客戶端設備驅(qū)動(USB Client Device Driver)、USB總線驅(qū)動(USB Hub(Bus) Driver)、主機控制器驅(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，用戶必須編寫對應的inf文件，inf文件將特定的USB設備綁定給相應的驅(qū)動程序，該inf文件參照 ezusbw2k.inf編寫。
4.3 主機應用程序編寫
通用驅(qū)動程序GPD即ezusb.sys提供了基本USB設備請求和數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠脩裟Ｊ浇涌?，用戶模式應用程序通過Win32函數(shù) DeviceIoControl()給設備驅(qū)動器發(fā)送請求。Ezusb.sys提供了基本設備請求、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的關鍵代碼如下：
DWORD ioctl_val=IOCTL_EZUSB_BULK_READ; //設置從設備中讀數(shù)據(jù)
Bresult=DeviceIoControl ( hDevice , ioctl_val , //從設備讀數(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。整個電路結構緊湊，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，達到了預先設計的目標。隨著USB口的進一步普及和計算機的發(fā)展，本文設計的這種USB數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)必將得到更加廣泛的應用。
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