基于USB接口的同步視頻輸出系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

　　固件的程序框圖如上所示。其中設(shè)備請(qǐng)求部分即為控制管道信息，是由單片機(jī)負(fù)責(zé)，而數(shù)據(jù)通道主要是通過GPIF操作，隔離了單片機(jī)的參與，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。

　　固件代碼編寫使用Keil uVision,GPIF編程應(yīng)用CYPRESS公司的GPIF工具（GPIFTOOL）。GPIF可以控制FX2端點(diǎn)FIFO,也可以產(chǎn)生六個(gè)控制輸出端（CTL0~CTL5）和九根地址線輸出，并且可以接收六個(gè)外部輸入信號(hào)，并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行邏輯編程控制，從而控制FX2與外部接口的讀寫時(shí)序。實(shí)際操作可以利用GPIFTOOL繪制波形描述符，轉(zhuǎn)為C文件，配置各個(gè)相關(guān)的寄存器，控制SRAM接口讀寫邏輯。

　　SRAM硬件接口的時(shí)序圖如下：

　　依據(jù)上面的波形圖，我們只需要在S1結(jié)束的時(shí)候跳轉(zhuǎn)S0 狀態(tài)即可。將繪制的波形圖應(yīng)用GPIF TOOL轉(zhuǎn)換為gpif.c文件，加入Project中，連接編譯即可得到固件。

　　在固件編程中電源管理部分，由于FX2在首次枚舉電流大約是75mA,FX2設(shè)備的識(shí)別則至少需要100mA,小于500mA,因此在固件中要加進(jìn)電源檢測(cè)，如果小于100mA,必須向主機(jī)申請(qǐng)更大的電流，直到主機(jī)正確識(shí)別FX2.

　　3.用戶應(yīng)用程序和USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)

　　USB設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接USB外設(shè)、操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用程序的橋梁，是USB設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件接口。

　　FX2 系列CYPRESS公司提供了一個(gè)通用的USB驅(qū)動(dòng)程序ezusb.sys,可以實(shí)現(xiàn)USB外設(shè)和應(yīng)用程序之間的一般的通信和控制功能，開發(fā)者如果需要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)特有的通信和控制功能，必須在此基礎(chǔ)上加以修改，比如，通用USB驅(qū)動(dòng)程序每一次塊傳輸數(shù)據(jù)大小必須小于64KB,而一般一幅圖像數(shù)據(jù)的大小大于或者等于64KB,如果要求每次傳輸一幅圖像到USB外設(shè)，則必須在通用USB驅(qū)動(dòng)程序上加以改動(dòng)。

　　此外還需要在驅(qū)動(dòng)程序中添加下載固件部分，在USB外設(shè)上電以后，可以自動(dòng)下載固件到FX2的RAM中，F(xiàn)X2二次枚舉，主機(jī)正確識(shí)別USB外設(shè)。

　　用戶的應(yīng)用程序是操作系統(tǒng)和用戶的接口，它以不同的參數(shù)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序的函

　　數(shù)，控制USB外設(shè)，實(shí)現(xiàn)用戶定義系統(tǒng)的各種功能：讀寫視頻圖像，利用控制管道的用戶定義命令對(duì)FX2進(jìn)行監(jiān)控以及重新下載固件等等。

　　應(yīng)用程序的程序框圖如下：

　　4.結(jié)束語(yǔ)

　　針對(duì)視頻圖像同步輸出實(shí)際需要，本系統(tǒng)采用USB 2.0的高速協(xié)議，CYPRESS公司的FX2 USB 控制器，使USB設(shè)備接口硬件簡(jiǎn)化，引入視頻顯示部分的場(chǎng)同步信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)流，視頻圖像的顯示結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)平滑。本系統(tǒng)視頻圖像的傳輸速度嚴(yán)格依據(jù)PAL制為50場(chǎng)/秒，GPIF的接口速度為24MB/s.此外本系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，方便實(shí)用，稍加改動(dòng)，可以將任何數(shù)據(jù)從主機(jī)高速導(dǎo)入外設(shè)，目前可以達(dá)到最大速度為23MB/s;如果加入視頻采集部分電路，就可成為一個(gè)實(shí)時(shí)采集視頻系統(tǒng)。