基于USB 2.0協議的高速圖像傳輸系統(tǒng)
1.2 軟件設計
圖像傳輸系統(tǒng)的軟件設計主要包括三個部分:固件程序設計、驅動程序設計和計算機上層應用軟件。固件程序是硬件中的軟件部分,通過執(zhí)行該軟件可實現特定的硬件功能,主要包括初始化、處理標準的USB設備請求以及USB掛起時的電源管理等。固件首先初始化內部的狀態(tài)變量,然后調用用戶初始化函數TD_Init()。從該函數返回后,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進行一次設備重枚舉,直到端點0接收到一個SETUP包。一旦檢測到SETUP包,固件函數將開始交互下述任務調度:調用用戶函數TD_Poll();判斷是否有標準設備請求等待處理。如果有,分析該請求并響應;判斷USB內核是否收到USB掛起信號。如果有,則調用用戶函TD_Suspend()。從該函數成功返回TRUE值后,在檢測是否發(fā)生USB喚醒事件。如果未檢測到,則處理器進入掛起方式;如果有,則調用用戶函數TD_Resume(),程序繼續(xù)運行。如果從TD_Suspend函數返回FALSE,則程序繼續(xù)進行。TD_Init函數負責CY7C68013A進行初始化,首先設置時鐘為48 MHz,然后設置芯片工作于從屬FIFO塊傳輸模式,并配置端點6工作于自動塊傳輸IN,端點2自動塊傳輸OUT模式。其主要程序段如下:
DR_VendorCmnd函數負責處理上位機發(fā)出的用戶自定義請求,通過控制PA0,PA1的高低電平,以控制整個硬件系統(tǒng)的運行。該系統(tǒng)中,使用0xB3使PA0置低進行圖像數據的上行操作,用0xB4使PA0置高進行圖像數據的下行操作,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設備驅動程序負責建立起主機端和設備端的聯系。驅動程序主要有兩個:一是開機自動將固件程序下載至芯片RAM中,以由增強性8051執(zhí)行。結合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。二是完成上位機應用程序和硬件設備之間的數據傳輸。其主要包括驅動程序入口例程、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)根據通用驅動結合自身需要,在DDK環(huán)境下修改編譯,生成自己需要的驅動程序。USB上層應用程序都通過I/O控制來訪問設備驅動程序。上層應用程序首先通過調用Win32函數CreaFile()來取得訪問設備驅動程序的句柄;然后應用程序使用Win32函數Devi-ceIoControl()來提交I/O控制碼,并且為CreatFile()函數返回的設備句柄設置I/O緩沖區(qū)。該系統(tǒng)中,設置USB端口緩沖區(qū)FIFO為1 024 B,端口非空即讀取。保持了傳輸的連續(xù)性,并且每次以幀結構包形式傳輸,每包的大小為512 B。以實驗中為例。每傳輸大小為245 KB的一幅圖像,需要490個包進行傳輸。
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