基于DSP的USB口数据采集分析系统设计

中的6个Endpoint。

Endpoit OUT2 BULK：用来发送控制命令包。
Endpoint IN2 BULK：接收从USB设备发来的DSP消息。
Endpoint IN4 BULK：用来从USB设备读取数据,如读取采样数据、配置参数等。
Endpoint OUT4 BULK：用来向USB设备发送数据,如下载8051程序、下载FPGA程序等。
Endpoint OUT6 BULK：作辅助判断用,当PC传送完大量数据至USB设备时,向该端口写任意数据以起到通知USB设备的作用。
Endpoint IN1 INT：用来从USB设备读取响应信号,如下载FPGA程序是否成功的标志等。

　　在缺省配置基础上可以编写适合需要的代码,如果对8051编程经验丰富的话,完全可以在不需要调试工具的情况下编写Firmware。

　　本系统Firmware结构建立在对消息队列不断服务基础上,即构建一个消息队列,当接收到任何一方（DSP或计算机）的消息时,将其放入消息队列。消息的接收是通过中断服务程序来实现的。当处理完一个消息时,从消息队列取出下一个消息进行处理。这种软件结构非常简单,思路清晰,对调试十分有利。

　　USB设备驱动程序基于WDM。WDM型驱动程序是内核程序,与标准的Win32用户态程序不同。采用了分层处理的方法。通过它,用户不需要直接与硬件打它道（在USB驱动程序中尤为明显）,只需通过下层驱动程序提供的接口号访问硬件。因此,USB设备驱动程序不必具体对硬件编程,所有的USB命令、读写操作通过总线驱动程序转给USB设备。但是,USB设备驱动程序必须定义与外部设备的通讯接口和通讯的数据格式,也必须定义与应用程序的接口。

　　本系统的驱动程序是在Compuware Numega Driver-Works的基础上采用面向对象语言C++开发的。Driver-Works可以很快构造出驱动程序的框架。主要构造了两个类：Class USBDAC和class USBDACDevice。Class USBDAC继承了class Kdriver,负责装载驱动程序和创建功能设备对象时要做的一些操作。Class USBDACDevice继承了class KpnpDevice,是驱动程序的主要部分,负责设备启动、停止的操作以及与设备的数据通讯。API函数调用和CreateFile ()、ReadFile ()、WriteFile ()、DeviceIO-Control ()、CloseFile（）等的实现也在class USBDACDevice中完成。

　　Class USBDAC的定义如下：

　　在系统引导或I/O管理器装入驱动程序时,调用这个例程。执行大量的初始化函数,包括建立到其它驱动程序的指针、查找和定位由驱动程序使用的任何硬件资源等,不过,这部分工作大多由基类Kdriver完成。*/

4 FPGA

　　FPGA模块主要实现单片机与DSP间的数据缓冲、8位数据线与32位数据线间的转换、单片机同步串口和DSP缓冲串口的切换。要求FPGA能实现丰富的内部RAM和准确的时钟控制。根据需要选用XILINX公司的XCV50TQ144。该器件采用SRAM 查找表结构,具有系统内可再编程（ISP）和运行间可再配置等特性。系统初始化时由USB口下载FPGA程序,通过单片机串口对其进行线配置。

　　本系统可广泛用于振动、噪声测试分析。可以在WINDOWS95/98/NT下开发各类动态测试与信号处理的应用程序,根据需要加载已经编制的各种DSP算法,使其具有信号分析、模态分析、声学分析、环境测试、长时间记录等功能。