基于LabVIEW的 無線USB高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

設(shè)備固件(firmware)程序在主機(jī)上調(diào)試編譯完后，枚舉時(shí)下載到RAM內(nèi)，它使得USB接口芯片與主機(jī)和外設(shè)中的其他電路能夠通信，因此固件程序包括響應(yīng)主機(jī)要求部分和控制外設(shè)部分。利用Cypress公司提供的固件框架來開發(fā)固件，可以簡化固件開發(fā)過程。
驅(qū)動程序是LabVIEW與USB接口的驅(qū)動程序，應(yīng)用程序通過驅(qū)動程序與系統(tǒng)USBI(USB Device Interface)進(jìn)行通信，由系統(tǒng)產(chǎn)生USB數(shù)據(jù)的傳送動作；固件響應(yīng)各種來自系統(tǒng)的USB標(biāo)準(zhǔn)請求，完成數(shù)據(jù)的交換工作和事件處理。
2．2．1 設(shè)備固件程序設(shè)計(jì)
Cypress公司提供了固件框架來開發(fā)框架，在Keil C51下開發(fā)，該框架主要由以下幾部分組成：
①FW．C中包含程序框架的MAIN函數(shù)，由于Cy―press公司已經(jīng)精心劃分了這部分的功能，所以一般不用改動。
②PERIPH．C是用戶函數(shù)掛鉤的相關(guān)定義，這部分需要根據(jù)自己系統(tǒng)的需要實(shí)例化這個(gè)文件，以實(shí)現(xiàn)特定的功能。
③TD_Init函數(shù)是在設(shè)備重枚舉和任務(wù)調(diào)度啟用之前調(diào)用，用來初始化用戶的全局狀態(tài)變量，并負(fù)責(zé)對USB端點(diǎn)進(jìn)行初始化設(shè)置。在本設(shè)計(jì)中將端點(diǎn)2設(shè)置為1 024個(gè)字節(jié)，4重緩沖，自動輸入模式。
④TD_Poll函數(shù)是系統(tǒng)中循環(huán)任務(wù)的處理函數(shù)，主要負(fù)責(zé)對各個(gè)端點(diǎn)的狀態(tài)進(jìn)行查詢，處理各種IN和0UT端點(diǎn)的交互。
⑤Ezusb．lib和USBJmpTb．OBJ分別為EZUSB函數(shù)庫的二進(jìn)制文件和USB的中斷向量表。
⑥D(zhuǎn)SCR．a(chǎn)51是描述符文件，包括標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備描述符、類描述符和用戶指定的描述符。
2．2．2 LabVIEW中調(diào)用VISA
當(dāng)進(jìn)行USB通信時(shí)，VISA提供了兩類函數(shù)供Lab―VIEW調(diào)用：USB INSTR設(shè)備與USB RAW設(shè)備。USBINSTR設(shè)備是符合USBTMC協(xié)議的USB設(shè)備，可以通過使用USB INSTR類函數(shù)控制，通信時(shí)無需配置VISA；而USB RAW設(shè)備是指除了明確符合USBTMC規(guī)格的儀器之外的任何USB設(shè)備，通信時(shí)要配置VISA。該系統(tǒng)是USB RAW設(shè)備，故需要配置VISA。配置VISA的步驟如下：
①使用Driver Development wizard(驅(qū)動程序開發(fā)向?qū)?創(chuàng)建INF文檔。打開VISA Driver Developer Wizard，然后選擇USB，進(jìn)入VISA DDW基本設(shè)備信息窗口(在這一步確認(rèn)USB設(shè)備的供應(yīng)商ID和產(chǎn)品ID)，接下來填寫USB儀器前綴，用來識別本設(shè)備所用的相關(guān)文檔，這時(shí)INF文檔就被保存到指定的位置。
②安裝INF文檔及使用INF文檔的USB設(shè)備。
③使用VISA Interactive Control(VISA互動控制工具)對設(shè)備進(jìn)行測試，以證實(shí)USB設(shè)備已正確安裝，并獲得USB設(shè)備的各屬性值。
USB設(shè)備安裝完畢后，就可以與VISA進(jìn)行簡單的通信。VISA支持3種類型的USB管道：控制、批量和中斷。VISA探測到USB儀器時(shí)，會對儀器進(jìn)行自動掃描，尋找各種類型的最低可用端點(diǎn)。VISA探測到最低可用端點(diǎn)后，即將該值賦予適當(dāng)?shù)腣ISA屬性。bulk in端點(diǎn)和bulk out端點(diǎn)分別存儲在VI_ATTR_USB_BULK_IN_PIPE屬性和VI_ATTR_USB_BULK_OUT_PIPE屬性之中。interrupt in端點(diǎn)存放在VI_ATTR_USB_INTR_IN_PIPE屬性之中。如果值為一1，則表示USB設(shè)備不支持這種類型的管道。對于控制型管道，只有端點(diǎn)O才受到支持。在LabVIEW中，應(yīng)使用“Write VISA Property(寫入VISA屬性)”節(jié)點(diǎn)。VI-SA有4種通過USB管道傳輸數(shù)據(jù)的功能。在能夠使用這些功能與設(shè)備進(jìn)行通信之前，還需要使用VISA USB屬性建立通信協(xié)議。使用VISA USB Contro1 In和VISA USBContro1 0ut來控制管道傳輸數(shù)據(jù)，并用此來獲得USBRAW設(shè)備的各種描述符。另外使用VISA Read和VISAWrite選擇批量管道來傳輸目標(biāo)數(shù)據(jù)。通過上述方法成功實(shí)現(xiàn)了LabVIEW與USB驅(qū)動程序的數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)了以LabVIEW為平臺的無線USB高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

結(jié) 語
實(shí)驗(yàn)證明，采用無線USB系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，將USB接口和短距離無線通信的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來，不僅能實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸率，而且改變了數(shù)據(jù)的傳輸方式，由傳統(tǒng)的有線傳輸改為無線傳輸，使傳輸系統(tǒng)更加方便、可靠、高速。除此之外，無線USB憑借其完美的性能和低廉的成本，可以滿足無線領(lǐng)域中非網(wǎng)絡(luò)端的需求，將成為未來無線通信的主流。采用基于NI―VISA驅(qū)動USB接口和LabVIEW開發(fā)應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法，降低了開發(fā)難度，縮短了開發(fā)時(shí)間，使得該系統(tǒng)性價(jià)比較高，通用性較好。隨著USB技術(shù)和短距離無線通信的進(jìn)一步發(fā)展，WUSB會表現(xiàn)出更好的性能，應(yīng)用范圍將日趨廣泛。集成了無線USB接口和LabVIEW語言的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景，易于開發(fā)、數(shù)據(jù)處理簡單。