基于USB接口1553B总线设备检测系统设计

　　3 软件设计

1553B设备测试软件首先要实现USB接口与PC之间的通信,然后,再对设备进行性能检测。因此,需要对USB芯片进行固件、PC驱动程序和测试程序设计。

　　3.1USB固件设计

　　AT89C52中的固化程序可采用C51 设计,主要功能是：控制PDIUSBDl2接受USB驱动程序的请求;控制PDIUSBDl2接受应用程序的控制指令;通过PDIUSBDl2存储数据并实时上传PC机。PDIUSBDl2的固件设计成完全的中断驱动,当CPU处理前台任务时USB的传输可在后台进行,确保了最佳的传输速率和更好的软件结构,简化了编程和调试。单片机通过PDIUSBDl2与主机通信的过程简述如下:：当PDIUSBDl2接收到主机发来的令牌包后就给单片机发中断,单片机进入中断服务程序。它将数据从PDIUSBD12的内部FIFO取回到CPU存储器并根据中断寄存器判断USB令牌包的类型从而建立正确的事件标志以通知主循环程序进行处理,主循环检查事件标志并进入对应的子程序进行进一步的处理,固件程序流程如图2所示。系统上电后,先检测PDIUSBD12,如检测不成功则报错,要使用者重插USB接口,再次检测。检测成功则根据PDIUSBD12的中断类型设定中断标志位的值,再根据中断位的值调用相应的功能子程序[3]。

　图2 固件框架流程图

　　在本设计中,功能子程序主要包括两部分：

　　1）通过AT89C52的P0端口从FPGA接收1553B设备数据,重新打包,再经过P0端口写入PC机;

　　2） 通过P0端口接收PC数据,重新打包,通过AT89C52的P0端口从FPGA写入1553B设备。

　　3.2 驱动程序

　　完成驱动程序设计的方法一般有三种：基于DDK开发、基于Windrive开发和基于DriveStudio开发。由于Windrive和DriveStudio开发对DDK中的函数进行了一定程度的封装,它们开发的难度比直接用DDK开发要小,但开发的灵活性不如DDK。本设计使用的驱动是DriveStudio与DDK配合进行开发,开发驱动程序的效率较高。

　　在驱动程序开发平台搭建成功后,我们利用驱动程序生成向导Driver Wizard,根据硬件设置生成USB设备驱动程序的大体框架。设置如下：①选择 WDM的驱动程序类型和Windows 2000运行平台。②选择 USB总线类型,填写它的VID（供应商ID）和PID（设备ID）,这些信息由芯片的供应商提供。③增加端点 1和端点2,它们分别具有IN 和OUT属性。④根据需要选择对设备的操作有：Read、Write、Device Control和CleanUp。⑤选择给端点2产生 BULK Read和Write的代码, 向导会自动产生一套对端点2进行读、写的代码。⑥设置驱动程序的属性,采用WDM接口;在选取读写方式时应遵循一条原则：需要快速传送大量数据时,用 Direct I/O,反之用 Buffer I/O,本设计数据量不大,故选用Buffer I/O;由于无特殊的电源需求,故选用系统默认的Manage Power For This Device。⑦增加IOCTL接口,在其生成的代码框架中加入自己的操作,以实现一个完整的USB 设备驱动程序。最后就生成了一个 WDM 型的 USB 设备驱动程序框架和一个测试该驱动程序的测试程序大体框架。然后在其中添加需要的功能代码。