基于DSP的USB接口設(shè)計與實現(xiàn)

4 USB 接口的軟件設(shè)計

　　USB接口的軟件設(shè)計由兩部分組成:一是在PC機Windows中運行USB 2.0 Utility 工具,是一個Windows 圖形用戶界面軟件,提供CY7C68001 與Windows 操作系統(tǒng)的接口程序,使得CY7C68001的開發(fā)變得簡單。二是在在DSP中運行嵌入式應(yīng)用程序代碼,提供硬件的驅(qū)動,用來管理CY7C68001進行不同方式的數(shù)據(jù)處理,從而實現(xiàn)USB2.0 傳輸協(xié)議。

　　4.1 USB 接口的軟件設(shè)計流程

　　USB接口的軟件設(shè)計,DSP端代碼大致包括DSP芯片初始化(vc5416_init 函數(shù))、USB芯片初始化(sx2_init 函數(shù))、USB芯片配置程序( s x 2 _ s e t u p 函數(shù)) 以及USB 芯片數(shù)據(jù)讀寫程序(sx2_processdata 函數(shù)),程序流程如圖4 所示。

　　DSP芯片初始化(vc5416_init函數(shù))主要負責(zé)設(shè)置VC5416的工作頻率,配置SWCR以及SWWSR寄存器,另外本應(yīng)用系統(tǒng)采用一個GPIO引腳作為68001的復(fù)位信號,所以還需要對其進行相關(guān)設(shè)置。

　　USB芯片初始化(sx2_init函數(shù))主要負責(zé)清除Buffer緩沖區(qū)以及使能VC5416 的外部中斷INT1,待初始化結(jié)束后發(fā)出READY中斷,此時DSP將描述符寫入68001,進行枚舉過程,待枚舉通過后發(fā)出ENUMOK中斷,枚舉方式可以采用外部EEPROM通過I2C總線上電后從外部導(dǎo)入描述符,也可采用通過運行DSP程序從DSP導(dǎo)入到68001,本應(yīng)用系統(tǒng)采用第二種枚舉方式。

　　USB芯片配置程序(sx2_setup函數(shù))是在命令通道(0節(jié)點)收到無法自動處理的上位機請求,68001向VC5416發(fā)出SETUP中斷后執(zhí)行的程序,此時VC5416 通過對SETUP寄存器連續(xù)執(zhí)行八次讀操作流程即可得到8字節(jié)請求,系統(tǒng)可以響應(yīng)該請求或STALL該請求。

　　USB 芯片數(shù)據(jù)讀寫程序(sx2_processdata 函數(shù))即PC 機與USB從設(shè)備端遵照USB傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信。

　　CY7C68001的地址FIFOAD[2:0]為100時,選中CY7C68001的命令接口。對于命令接口的讀寫要分兩步進行,即在READY有效時,先通過命令接口寫入要尋址寄存器的子地址和操作類型(讀或?qū)?,之后,在READY再次有效時分兩次讀寫命令接口,即可讀寫一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。

　　4.2 中斷服務(wù)程序設(shè)計要點

DSP使用一個外部中斷引腳(INT1)與CY7C68001的INT腳相連,USB總線上產(chǎn)生一系列的活動,均會觸發(fā)相應(yīng)的中斷,一旦中斷產(chǎn)生,DSP 會從CY7C68001 的Command 口中讀取相應(yīng)的值,來判斷產(chǎn)生的是何種中斷。

　　CY7C68001 EZ-USB SX2 包括六個中斷源:SETUP(收到來自于USB 上位機(PC)發(fā)送過來的Set-up 包時產(chǎn)生的中斷)、EP0BUF(端點0 緩存可用時產(chǎn)生的中斷)、FLAGS(OUT 端點FIFO的狀態(tài)從空變?yōu)榉强諘r產(chǎn)生的中斷)、ENUMOK(SX2枚舉完成后產(chǎn)生的中斷)、BUSACTIVITY(SX2檢測到總線活動時產(chǎn)生的中斷)以及READY(SX2上電并且復(fù)位完畢后產(chǎn)生的中斷),每一個中斷源都可以通過置位或清除INTENABLE寄存器中相應(yīng)位來使能或禁止。

　　CY7C68001芯片采用中斷緩沖機制,每次只會有一個中斷源,其他中斷源只有在上一個中斷被讀走后才會發(fā)出新的中斷請求。

　　因此,當(dāng)一個中斷產(chǎn)生時,INT引腳為低電平狀態(tài),同時中斷狀態(tài)位會置入命令接口,在進入中斷程序后應(yīng)先對中斷源進行判斷,首先判斷是否是讀寄存器所產(chǎn)生的中斷,如果是則將數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好標(biāo)志位置1然后返回,否則外部PC通過選通SLRD/SLOE信號從命令接口中讀取中斷狀態(tài)位來判斷產(chǎn)生的是何種中斷,然后根據(jù)中斷源進行相應(yīng)操作,DSP讀取中斷狀態(tài)位后自動清除中斷標(biāo)志位。

　　5 結(jié)束語

　　基于上述方法實現(xiàn)的USB接口電路,為DSP構(gòu)筑與PC機之間的高速雙向傳輸通路。通過硬件平臺的搭建和軟件程序的實現(xiàn),驗證了該接口電路可以滿足高速信號處理的數(shù)據(jù)傳輸要求,并具有速度快和可靠性高等優(yōu)點,相信隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展以及基于USB2.0 協(xié)議的芯片的普遍應(yīng)用,基于USB的接口技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。