基于Slave FIFO模式USB数据传输系统设计与实现

论文摘要

USB（Universal Serial Bus,通用串行总线）使用灵活、传输速率高,是计算机与外围设备连接的一种标准接口,在PC机及工程实践中应用十分广泛。本文以毫米波近程探测数据记录仪与PC机之间的数据传输为研究背景,着重探讨了USB2.0总线在高速外部设备DSP与PC机之间实现快速通信时系统硬件、软件的设计与实现。论文分析了USB2.0的相关协议,概述了USB2.0总线实现数据传输的基本原理。根据设计技术指标要求,以Cypress公司的CY7C68013A-128AC芯片为核心完成了毫米波近程探测数据记录仪与PC机之间数据传输模块硬件电路的设计。主要包括:SlaveFIFO接口电路、EEPROM电路、时钟电路、复位电路、电源电路以及芯片外围接口电路等硬件电路的设计。在软件系统设计方面,论文主要完成了USB2.0接口芯片固件程序及固件下载设备驱动程序的设计。主要内容包括:Slave FIFO模式的初始化、用户自定义请求、USB设备描述符等固件程序的设计和固件下载设备驱程序的设计等。经初步调试,验证了所设计电路的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 USB的特点及发展现状
• 1.3 论文工作
• 2 USB协议
• 2.1 USB系统描述
• 2.2 USB主机
• 2.2.1 客户软件
• 2.2.2 USB系统软件
• 2.2.3 USB总线接口
• 2.3 USB设备
• 2.4 USB事务处理
• 2.4.1 字段
• 2.4.2 信息包
• 2.5 USB数据传输
• 2.5.1 块传输
• 2.5.2 中断传输
• 2.5.3 同步传输
• 2.5.4 控制传输
• 2.6 设备描述符及设备请求
• 2.6.1 设备描述符
• 2.6.2 配置描述符
• 2.6.3 字符串描述符
• 2.6.4 接口描述符
• 2.6.5 端点描述符
• 2.6.6 设备限定描述符
• 2.6.7 其他速率配置描述符
• 2.6.8 USB设备请求
• 2.7 USB总线列举
• 2.7.1 USB设备的连接
• 2.7.2 USB设备的断开
• 3 基于CY7C68013A芯片的硬件电路设计
• 3.1 CY7C68013A-128AC芯片介绍
• 3.1.1 CY7C68013A芯片构成
• 3.1.2 芯片结构特点
• 3.1.2.1 量子FIFO
• 3.1.2.2 端点缓存
• 3.1.2.3 端点的两种模式
• 3.1.2.4 存储空间
• 3.1.3 从属FIFO的硬件设计
• 3.1.3.1 从属FIFO引脚
• 3.1.3.2 FIFO数据总线（FD）
• 3.1.3.3 接口时钟（IFCLK）
• 3.1.3.4 FIFO标志引脚
• 3.1.3.5 FIFO控制引脚
• 3.1.3.6 实现异步从属FIFO的写
• 3.1.3.7 实现异步从属FIFO的读
• 3.1.4 EZ-USB FX2LP启动模式
• 3.2 24LC64EEPROM介绍
• 3.3 AMS1117介绍
• 3.4 硬件电路设计
• 3.4.1 电路硬件组成
• 3.4.2 EEPROM电路
• 3.4.3 5V～3.3V电压转换电路
• 4 USB2.0接口芯片固件程序实现
• 4.1 固件程序的基本构成
• 4.1.1 固件框架
• 4.1.2 框架源文件
• 4.1.3 框架函数挂钩
• 4.1.4 描述符表
• 4.1.5 固件函数库
• 4.2 固件程序设计的实现
• 4.2.1 Slave FIFO固件基础
• 4.2.2 固件程序设计的实现
• 5 USB设备驱动程序
• 5.1 EZ-USB通用驱动程序
• 5.2 固件装载USB设备驱动程序
• 5.2.1 USB的软配置特性
• 5.2.2 固件装载驱动程序模板
• 5.3 驱动程序开发工具
• 5.3.1 BUILD
• 5.3.2 INF文件
• 5.3.3 Hex2c
• 5.4 固装载件驱动程序的实现
• 5.4.1 编写SOURCE文件
• 5.4.2 创建装载驱动程序
• 5.4.3 编写安装信息文件
• 5.4.4 写EEPROM
• 5.4.5 驱动程序安装
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献