一种新型高速数据采集系统的设计与实现

　　A: 调用用户函数TD_Poll( )。

　　B: 是否决定标准设备请求是未定(或等待决定)的。如果已决定，它将会分析所收到的命令请求，并且加以响应。

　　C: 是否决定USB核心已经报告了USB中止(Suspend)事件。如果已决定，它会调用用户函数TD_Suspend()。

　　若取得成功的返回，则测试回复(Resume)事件。反之，如果未检测到，将会把微处理器放人中止模式中。当回复事件被检测到时，将调用用户函数TD_Resume( )，并且连续地跳回至步骤C。

　　D: 若从TD_Suspend()函数中未收到成功的返回，再连续地跳至步骤C。

　　实际上Cypress公司提供的这个固件框架已经能够使USB芯片正常的工作，但是，它并不能满足本系统的需要。需要添加自己的控制代码来控制USB芯片，使之能够完成需要的工作。

　　框架程序中为提供了两个函数TD_Init( )，TD_Poll( )，根据上面的分析发现，这两个函数分别完成了系统的初始化工作和系统的用户期望工作。在此采集系统中，只需要修改这两个函数，添加自己的功能函数，即可完成系统需要的功能。

　　在TD_Init( )中，需要添加自己的代码来完成系统的初始化，因为系统采用了2端点和6端点的批量读写功能，所以，将2端点配置单缓冲区512字节，两倍缓冲区，作为In端点，将6端点配置为单缓冲区512字节，两倍缓冲区，作为Out端点，配置系统为异步Slave FIFO 模式。

　　在TD_Poll( )中，通过检测2端点和6端点缓冲区数据的状态，来及时的读取这两个缓冲区中的数据，然后调用自己定义的函数DecodeInst( ), ImplementInst( )来完成对于控制指令的译码和执行工作。

　　驱动程序

　　基于EZ-USB FX2的二次枚举的特性，需要编制两个驱动程序：一个驱动程序loader.sys，它将在主机上编写好的固件程序在主机系统启动时下载至FX2的RAM中；另一个驱动程序USBBULK.sys为实际安装的驱动程序。另外，为实现在系统启动时，自动安装两次驱动程序，还需编写自己的ezloader.inf文件实现。loader.sys需要自己编写生成，USBBULK.sys可使用CYPRESS公司的通用驱动程序。

　　用户程序

　　用户程序是系统与用户的接口，它通过通用驱动程序完成对外设的控制和通信。在编写用户程序时，首先要建立与外设的连接，然后才能实施数据的传输。启动采样后，为了保证不丢失数据，用户程序应建立一个新的工作线程专门获取外设传来的数据。程序中主要用到两个API函数：CreateFile()和DeviceIoControl()。CreateFile()取得设备句后，DeviceIoControl()根据该句柄完成数据传输。

　　系统通过DeviceIoControl()完成的工作如下：

　　数据批量读，数据批量写。

　　结语

　　为了验证本系统采集数据的准确性，利用信号源产生的正弦波信号对系统进行验证。测试结果如图3所示。

图3 测试结果

　　通过实际测量，该系统测量数据与实际情况完全符合，单通道采样速率最高可达到10Mbps。

　　整个采集系统由USB2.0数据传输、FPGA、逻辑电路、和计算机等组成，通过对该系统的硬件电路设计和软件编程分析，以及实际测量结果的比较，证明了该系统的可行性。由于采用高速USB2.0接口，本系统具有即插即用、高速采集等特点，具有很好的扩展性。该采集系统已经在雷达接收机的测试系统中得到应用。