基于USB 2．0協(xié)議的高速圖像傳輸系統(tǒng)

1．2 軟件設(shè)計(jì)
圖像傳輸系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)部分：固件程序設(shè)計(jì)、驅(qū)動程序設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)上層應(yīng)用軟件。固件程序是硬件中的軟件部分，通過執(zhí)行該軟件可實(shí)現(xiàn)特定的硬件功能，主要包括初始化、處理標(biāo)準(zhǔn)的USB設(shè)備請求以及USB掛起時(shí)的電源管理等。固件首先初始化內(nèi)部的狀態(tài)變量，然后調(diào)用用戶初始化函數(shù)TD_Init()。從該函數(shù)返回后，固件初始化USB接口到未配置狀態(tài)并使能中斷。然后每間隔1 s進(jìn)行一次設(shè)備重枚舉，直到端點(diǎn)0接收到一個(gè)SETUP包。一旦檢測到SETUP包，固件函數(shù)將開始交互下述任務(wù)調(diào)度：調(diào)用用戶函數(shù)TD_Poll()；判斷是否有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備請求等待處理。如果有，分析該請求并響應(yīng)；判斷USB內(nèi)核是否收到USB掛起信號。如果有，則調(diào)用用戶函TD_Suspend()。從該函數(shù)成功返回TRUE值后，在檢測是否發(fā)生USB喚醒事件。如果未檢測到，則處理器進(jìn)入掛起方式；如果有，則調(diào)用用戶函數(shù)TD_Resume()，程序繼續(xù)運(yùn)行。如果從TD_Suspend函數(shù)返回FALSE，則程序繼續(xù)進(jìn)行。TD_Init函數(shù)負(fù)責(zé)CY7C68013A進(jìn)行初始化，首先設(shè)置時(shí)鐘為48 MHz，然后設(shè)置芯片工作于從屬FIFO塊傳輸模式，并配置端點(diǎn)6工作于自動塊傳輸IN，端點(diǎn)2自動塊傳輸OUT模式。其主要程序段如下：

DR_VendorCmnd函數(shù)負(fù)責(zé)處理上位機(jī)發(fā)出的用戶自定義請求，通過控制PA0，PA1的高低電平，以控制整個(gè)硬件系統(tǒng)的運(yùn)行。該系統(tǒng)中，使用0xB3使PA0置低進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的上行操作，用0xB4使PA0置高進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的下行操作，使用0xB5使PA1置低來通知硬件開始傳輸，使用0xB6請求使PA1置高以通知硬件系統(tǒng)停止傳輸。
USB設(shè)備驅(qū)動程序負(fù)責(zé)建立起主機(jī)端和設(shè)備端的聯(lián)系。驅(qū)動程序主要有兩個(gè)：一是開機(jī)自動將固件程序下載至芯片RAM中，以由增強(qiáng)性8051執(zhí)行。結(jié)合CYPRESS開發(fā)包EZ-Loader Drivers以及HEX2C和Windows DDK即可生成所需要固件自動下載程序*．sys文件。二是完成上位機(jī)應(yīng)用程序和硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。其主要包括驅(qū)動程序入口例程、即插即用例程、分發(fā)例程、電源管理例程和卸載例程。本系統(tǒng)根據(jù)通用驅(qū)動結(jié)合自身需要，在DDK環(huán)境下修改編譯，生成自己需要的驅(qū)動程序。USB上層應(yīng)用程序都通過I／O控制來訪問設(shè)備驅(qū)動程序。上層應(yīng)用程序首先通過調(diào)用Win32函數(shù)CreaFile()來取得訪問設(shè)備驅(qū)動程序的句柄；然后應(yīng)用程序使用Win32函數(shù)Devi-ceIoControl()來提交I／O控制碼，并且為CreatFile()函數(shù)返回的設(shè)備句柄設(shè)置I／O緩沖區(qū)。該系統(tǒng)中，設(shè)置USB端口緩沖區(qū)FIFO為1 024 B，端口非空即讀取。保持了傳輸?shù)倪B續(xù)性，并且每次以幀結(jié)構(gòu)包形式傳輸，每包的大小為512 B。以實(shí)驗(yàn)中為例。每傳輸大小為245 KB的一幅圖像，需要490個(gè)包進(jìn)行傳輸。