基于USB2．0的高速 像传输系统设计

3 图像采集系统软件设计

当USB设备插入计算机时，计算机和USB设备之间产生一个枚举过程。计算机检测到有设备插入。自动发出查询请求；USB设备回应该请求，发送出该设备的Vendor ID和Product ID；计算机根据这两个ID装载相应设备驱动程序，完成枚举过程。然后就可以传输数据，接收数据，即TMS320DM6437 DSP向PC机传输数据时，首先向CY7C68033发送一硬件中断信号，CY7C68033接收该中断，并启动接收程序，通过HPI接口设置DSP的HPIC寄存器的HINT标志位，使DSP下一次仍通过该位发出中断：然后通过端口6将固定长度(512字节)的数据读人FIFO：端口6读取数据时，为了保证较高的传输速度，CY7C68033中的CPU不能干预数据传输，当FIFO中的数据达到一定数量后，CY7C68033自动将数据打包传送给USB总线；发送数据时，它将数据包直接传输给CY7C68033，CY7C68033接收到数据后，按指定字节长度将数据读到发送端口2的FIFO中，然后自动启动GPIF，将数据传送给DSP，接下来CY7C68033通过HPI接口设置DSP的HPIC寄存器中的DSPINT位(将其置1)，向DSP发送请求中断，通知DSP有数据包。

USB设备的软件开发包括设备固件、设备驱动程序以及应用程序3方面设计。

3．1 设备固件

设备固件设计是由主程序和中断处理程序2部分组成，其中，主程序负责系统外设器件的互联以及初始化设置USB端口等。系统上电时，通过USB电缆将固件程序下载到CY7C68033的内部RAM，为了传输可靠，固件程序下载采用批量传输方式。由于系统要求快速持续传输大量数据，因此采用同步传输方式。

3．2 USB设备驱动程序

USB设备驱动程序设计一般采用Windows DDK(devicedriver kil)设计，但由于DDK的复杂性和调试难度，难以开发稳定完善的USB驱动程序。因此，这里选用NuMega公司的开发软件DriverWorks，它是以面向对象的思想完全封装DDK的所有库函数。

通过DriverWorks提供的类，编写大部分驱动程序。最重要的是DriverWorks提供对USB总线的封装，这样大大简化对USB总线的操作接口。DriverWorks通过向导生成USB驱动程序的框架，并利用KDriver、KPnpDevice、KpnpLowerDe-vice等类简化WDM(Win32 driver module)驱动程序编程，它们分别对应的封装是WDM中的PD0、FD0、FiD0。每一个WDM驱动程序都有一个入口函数AddDevice，当PC机监测到USB接口中接入新设备时．立刻调用入口函数AddDevice并且创建设备的PD0，接着将其保存到函数参数指针中。成员函数AddDevice同时创建另外一个设备对象FD0．它被KPnpDevice封装。对WDM总线驱动程序的上层接口通过KpnpLowerDevice类实现FD0和PD0之间的连接，同时它也提供对PD0的操作接口。对USB客户驱动程序从KLow-erDevice类派生出的KusbLowerDevice类封装USB的底层设备对象，通过其接口操作USB总线的驱动程序。

3．3 客户应用程序

PC机上的应用程序使用VC++编写。应用程序通过调用Windows API函数实现系统所要求的功能。应用程序主要采用以下3个函数：ReadFile，WriteFile和DevriceloControl。ReadFile从前端图像采集系统读取数据；WriteFile向图像采集系统写入数据：DeviceloControl在PC机中从图形采集系统读取数据或向图像采集系统写入数据前向DSP发送交换数据的请求。

4 实验验证

DSP系统采集图像后将数据发送至USB端口，主机应用程序打开设备，先从设备读取设备描述符和通道信息，接着读取USB端口数据。采用BUS HOUND监控USB端口数据流，如图3所示。从图3看到：从USB端口读取的数据包括设备描述符数据、通道信息数据，以及从USB端口写入的数据块。实验测试数据传输率达29．5 MB／s，1 s能够传输15帧未经压缩图像，完全满足高速图像传输要求。

5 结束语

高速图像采集系统DSP通过CY7C68033的底层驱动以及简单实用的编程结构，可方便建立上层PC机与DSP之间的USB通信信道。

根据DSP的HPI接口读／写控制时序，连接CY7C68033的GPIF接口，将HPI接口的各个寄存器映射为CY7C68033的外部地址，使得CY7C68033能够方便读写DSP内部RAM，从而建立基于USB2．0接口的PC机与DSP之间的高速图像采集通信通道。

该系统设计充分利用USB的即插即用功能，高速图像采集设备操作方便快捷，因此具有高使用价值。