EPA主控卡的硬件設計與驅動開發(fā)

如圖3所示，整個USB主機控制器都掛接在AHB總線上，內核與USB主機控制器的數據交換通過DMA接口完成，與USB寄存器的通信則通過寄存器接口來實現。該主機控制器具有兩路端口，分別對應著兩路LPC2478內置的模擬收發(fā)器(ATX)。這兩路端口是完全一樣的，可以根據實際情況自由選擇。
2．5 電源模塊
EPA控制器的電源通過以太網供電，即以太網在數據傳輸的同時輸送電源，避免系統(tǒng)因電源不穩(wěn)出現掉電的情況。采用RJ45接口的4／5、7／8作為電源和地傳輸線，數據收發(fā)1／2、3／6一起構成兩個雙絞線對，存在同一網線內，減少了擾動，增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性。供電輸入電壓DC-24 V，由于CPU內核和以太網PHY收發(fā)器、存儲器的工作電壓為3．3 V，所以需要對輸入電壓進行DC—DC轉換，以滿足系統(tǒng)需求。
2．6 調試模塊
通過JTAG調試接口，可以很方便對程序進行跟蹤調試。通過通用的串口，可以將調試信息打印到屏幕上，給調試帶來了極大的方便。

3 EPA主控卡驅動軟件設計
作為工業(yè)應用產品，需具有可靠性、準確性、實時性要求。在EPA主控卡軟件開發(fā)過程中，采用模塊化設計思想，以減少程序間耦合，增強代碼的可移植性、可讀性和可靠性，同時也方便測試、維護和升級。主控卡中軟件功能模塊的劃分如圖4所示。圖中淺灰色模塊為待移植或待開發(fā)的模塊，深灰色模塊為已經存在的模塊，白色部分是本文將要實現的模塊。

3．1 以太網驅動模塊
此模塊包含3個部分：
①以太網模塊初始化。此模塊主要完成PHY讀寫、以太網SRAM分配、接收和發(fā)送緩沖區(qū)初始化，以太網MAC的硬件設置、寄存器設置、工作模式配置以及中斷配置等。
②以太網接收數據。此模塊主要將緩沖區(qū)中數據讀取并保存到接收緩沖區(qū)，并通知上層協(xié)議軟件進行處理。數據包的接收由硬件自動完成，在接收數據完成后產生中斷觸發(fā)接收任務。
③以太網發(fā)送數據。此模塊將上層協(xié)議(EPA協(xié)議、UDP／IP協(xié)議)數據包封裝并拷貝到發(fā)送緩沖區(qū)中，然后由以太網PHY收發(fā)器自動完成數據發(fā)送。
3．2 USB HOST驅動模塊
USB HOST驅動設計是基于LPC2478內部集成的嵌入式USB主機控制器的基礎上的，該主機遵循OHCI規(guī)范。USB HOST設計包含以下兩部分：
①OHCI規(guī)范的介紹。此模塊介紹了OHCI工作范圍——HCD(主機控制器驅動)和HC(主機控制器)、數據傳輸類型、HCD和HC各自的任務以及HCD和HC之間接口HCCA。
②USB HOST驅動設計模塊。此模塊實現硬件配置、中斷配置和USB HOST協(xié)議設計。分為PDD(Plat-form-Dependent Driver，與硬件平臺相關)層和MDD(Model Device Driver，與硬件平臺無關)層。MDD主要包括HCD實現對HC的管理、根集線器的管理、OHCI規(guī)范的數據結構(ED／ TD／HCCA)、USB SRAM管理分配，USBD(USB核心驅動)實現USB協(xié)議的標準請求以及檢測到設備插入后完成設備的枚舉。