摘要
USB接口是一种总线接口标准,具有数据传输速度快、兼容性强、即插即用等优点,已经广泛应用于数据传输、图像采集领域。针对本实验室开发的存储测试系统与计算机的数据交换问题,提出并设计USB2.0数据传输接口,克服测试仪器数据传输较慢的缺点,还要有支持热插拔和便携的特点。
本文主要阐述了以下四个方面的问题:
(1)分析了本实验室测试系统接口的特点,综合比较各种系统总线的优缺点,并且介绍了USB总线技术的相关协议和特性;
(2)基于课题的研究内容和目的,选用USB2.0芯片Cy7c68013实现存储测试系统的数据快速下载,确定USB2.0数据传输接口的设计方案,设计适用于存储测试仪器的USB2.0接口电路、电源管理电路、程序存储电路及电平匹配电路,绘制了电路PCB版图;
(3)重点阐述了USB接口的软件设计,论述了固件的设计原理,建立通用的固件框架结构,结合应用程序编写了动态链接库,性能稳定,适用于多种操作系统,满足了系统的需求,同时研究了通用驱动程序和计算机应用程序的设计,编写了速度测试程序;
(4)设计了USB接口测试方案,并针对数据传输速率及其影响因素进行了测试和分析,对使用过程中的注意事项做了相关的说明。
经试验应用表明,该接口符合USB协议规范,并有良好的数据传输能力,可以满足存储测试系统与计算机的数据传输要求。该接口已成功应用于电子测压器、石油井下测试仪和冲击波测试仪等多种测试仪器,数据的传输速率达到了72Mbps。
USB interface is a bus interface standard. It has very high transfer rate, plug and play and compatibility virtue, and has been widely applied data transmission and image acquisition. Aimed at the data exchange issue between computer and the testing apparatus which are developed in the laboratory, it puts forward USB2.0 data transmission interface, Which breaks through the slow data transmission speed, and has the advantages of hot-plugged and portable.
The following four aspects of the research were proposed:
First, characteristics of store testing system interface are studied and researched, then synthesize and compare the advantages and disadvantages of the kinds of the bus. It introduces USB technology and characteristic.
Second, based on the subject and object, USB2.0 chip Cy7c68013 was applied to realize the high speed download. Meanwhile the design of data transfer interface of USB2.0 was confirmed. This design can be used in USB2.0 interface, the design the power supply management circuit, the code storage circuit, the electric cooperation between them are studied in detail, plot PCB plate.
Third, it expatiates the design of software and firmware for USB interface, and builds the firmware structure. Also, the dynamic link base was written combined the application which owns a stable performance and can be used in various systems. At the same time it studies the General Purpose Driver and computer application, and writes the speed test program.
Fourth, the article introduces the testing project, then discusses and analyzes the data transfer speed of the USB interface. The notices of the operation are introduced.
Testing and application shows that the USB interface tallies with the USB protocol. It has good data transfer ability and can meet the requirements of store testing system and the computer data transfer. It has successfully used in kinds of testing apparatus such as oil well P-t test gauge and electronic gauge, data transmission rate is validated to be up to 72Mbps.
引文
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