基于DSP的USB接口設計與實現

4 USB 接口的軟件設計

　　USB接口的軟件設計由兩部分組成: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 操作系統的接口程序,使得CY7C68001的開發變得簡單。二是在在DSP中運行嵌入式應用程序代碼,提供硬件的驅動,用來管理CY7C68001進行不同方式的數據處理,從而實現USB2.0 傳輸協議。

　　4.1 USB 接口的軟件設計流程

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

　　DSP芯片初始化(vc5416_init函數)主要負責設置VC5416的工作頻率,配置SWCR以及SWWSR寄存器,另外本應用系統采用一個GPIO引腳作為68001的復位信號,所以還需要對其進行相關設置。

　　USB芯片初始化(sx2_init函數)主要負責清除Buffer緩沖區以及使能VC5416 的外部中斷INT1,待初始化結束后發出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入描述符,也可采用通過運行DSP程序從DSP導入到68001,本應用系統采用第二種枚舉方式。

　　USB芯片配置程序(sx2_setup函數)是在命令通道(0節點)收到無法自動處理的上位機請求,68001向VC5416發出SETUP中斷后執行的程序,此時VC5416 通過對SETUP寄存器連續執行八次讀操作流程即可得到8字節請求,系統可以響應該請求或STALL該請求。

　　USB 芯片數據讀寫程序(sx2_processdata 函數)即PC 機與USB從設備端遵照USB傳輸協議進行數據通信。

　　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(讀或寫),之后,在READY再次有效時分兩次讀寫命令接口,即可讀寫一個字節的數據。

　　4.2 中斷服務程序設計要點

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

　　CY7C68001 EZ-USB SX2 包括六個中斷源:SETUP(收到來自于USB 上位機(PC)發送過來的Set-up 包時產生的中斷)、EP0BUF(端點0 緩存可用時產生的中斷)、FLAGS(OUT 端點FIFO的狀態從空變為非空時產生的中斷)、ENUMOK(SX2枚舉完成后產生的中斷)、BUSACTIVITY(SX2檢測到總線活動時產生的中斷)以及READY(SX2上電并且復位完畢后產生的中斷),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出新的中斷請求。

　　因此,當一個中斷產生時,INT引腳為低電平狀態,同時中斷狀態位會置入命令接口,在進入中斷程序后應先對中斷源進行判斷,首先判斷是否是讀寄存器所產生的中斷,如果是則將數據準備好標志位置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位來判斷產生的是何種中斷,然后根據中斷源進行相應操作,DSP讀取中斷狀態位后自動清除中斷標志位。

　　5 結束語

　　基于上述方法實現的USB接口電路,為DSP構筑與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,驗證了該接口電路可以滿足高速信號處理的數據傳輸要求,并具有速度快和可靠性高等優點,相信隨著嵌入式技術的發展以及基于USB2.0 協議的芯片的普遍應用,基于USB的接口技術將得到更加廣泛的應用。