基于Spartan-6的高速數(shù)據(jù)采集、處理和實時傳輸研究
1.前言
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各種數(shù)據(jù)的實時采集和處理在現(xiàn)代工業(yè)控制和科學研究中已成為必不可少的部分，尤其在信號測量、圖像處理、音頻信號處理等一些高速、高精度的測量中需要對高性能的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。這就為數(shù)據(jù)采集設(shè)備的設(shè)計提出了兩個的要求:1)要求接口簡單靈活且有較高的數(shù)據(jù)傳輸率; 2)由于數(shù)據(jù)量通常都較大，要求主機能夠?qū)?shù)據(jù)做出快速響應(yīng)，并進行實時分析、處理。
在基于軟件無線電的接收機架構(gòu)中，數(shù)字下變頻(DDC)技術(shù)起著非常重要的作用，也是軟件無線電的核心技術(shù)之一。數(shù)字下變頻位于模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)之后，需要處理高速高容量的數(shù)據(jù)，因此難度較大，不容易實現(xiàn)。針對數(shù)字下變頻中的這一實際問題以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備的兩個要求，本報告采用了一種基于FPGA與USB 2.0的數(shù)據(jù)采集與實時傳輸方案。
本文所研究的基于Spartan-6的高速數(shù)據(jù)采集、處理和實時傳輸系統(tǒng)，就是實現(xiàn)將寬帶中頻數(shù)字接收機輸出的高速正交IQ數(shù)據(jù)傳輸給FPGA去實現(xiàn)軟件無線電的后續(xù)信號處理算法。利用Cypress的EZ-USB FX2高速數(shù)據(jù)傳輸方案實現(xiàn)將基帶數(shù)據(jù)或者經(jīng)FPGA處理后輸出的數(shù)據(jù)進行傳輸，并利用上位機軟件進行上位機存儲和顯示。本文主要從系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩個方面分別對高速數(shù)據(jù)采集模塊(寬帶中頻數(shù)字下變頻模塊)、高速數(shù)據(jù)傳輸模塊以及上位機軟件三個方面進行詳細介紹。
2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計
整個系統(tǒng)分成3個子模塊，分別是：(1)高速數(shù)據(jù)采集模塊(寬帶中頻數(shù)字下變頻模塊);(2)高速數(shù)據(jù)實時處理和傳輸模塊;(3)上位機軟件模塊。整個系統(tǒng)框圖如圖1所示：
其中高速數(shù)據(jù)采集模塊與EZ-USB高速數(shù)據(jù)處理和傳輸模塊分別由對應(yīng)的硬件電路和軟件組成。上位機軟件模塊主要是利用Microsoft Visual2008軟件利用MFC進行開發(fā)。系統(tǒng)整體硬件框圖如圖2所示：
系統(tǒng)整體工作原理：首先高速數(shù)據(jù)采集模塊對70MHz中頻模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，采樣速率為60MHz(基于帶通采樣定理)，然后利用Atmel公司的高性能微控制器Atmega16A作為控制單元以異步控制方式對專用數(shù)字下變頻進行設(shè)置和編程，實現(xiàn)將中心為70MHz的數(shù)字中頻信號搬移到數(shù)字基帶，基帶數(shù)據(jù)速率仍然為60MHz，因此需要對高速的數(shù)字基帶信號進行抽取和濾波得到低速的數(shù)字基帶信號，抽取倍數(shù)可通過編程設(shè)置，抽取倍數(shù)越大得到的數(shù)字基帶信號速率就越小，低速的數(shù)據(jù)基帶信號再傳輸給FPGA實現(xiàn)基帶數(shù)據(jù)的碼元恢復，得到原始信息。EZ-USB既可以對數(shù)字基帶信號數(shù)據(jù)進行實時數(shù)據(jù)采集和傳輸也可以對FPGA輸出的原始碼元信息進行傳輸，最后通過USB2.0接口將這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C進行數(shù)據(jù)實時存儲和顯示。
3.高速數(shù)據(jù)采集模塊(寬帶中頻數(shù)字下變頻模塊)
傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)往往采用單片機或數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制器,控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、存儲器和其他外圍電路的工作。但由于單片機本身的指令周期以及處理速度的影響,其時鐘頻率較低,各種功能都要靠軟件的運行來實現(xiàn),軟件運行時間在整個采樣時間中占有很大的比例,效率較低,很難滿足系統(tǒng)對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時性和同步性的要求。基于DSP的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),雖然處理速度快,但成本較高,過于頻繁的中斷會使CPU的效率降低,響應(yīng)速度變差。近年來，基于FPGA的數(shù)據(jù)采集方案逐漸成為一種具有特殊優(yōu)勢的一種方案，其中最主要的一個優(yōu)點就是可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的并行處理。另外還具有開發(fā)周期短,集成度高,功耗低,工作頻率高,設(shè)計費用低,編程配置靈活等一系列優(yōu)點。
本報告中采用的高速數(shù)據(jù)采集與實時傳輸方案，主要包括以下幾個部分：1)高速數(shù)據(jù)采集以及數(shù)字下變頻處理部分;(2).高速數(shù)據(jù)傳輸部分;(3).上位機數(shù)據(jù)采集控制部分。系統(tǒng)首先將外部真實世界的模擬信號進行數(shù)字化，然后將模數(shù)轉(zhuǎn)換器的高速數(shù)字信號進行數(shù)據(jù)緩沖，然后將緩沖數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)字下變頻處理后傳輸給FPGA，采用FPGA控制CY7C68013A實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)實時傳輸與存儲，并進行顯示。
3.1 高速數(shù)據(jù)采集及數(shù)字下變頻處理部分硬件設(shè)計
高速數(shù)據(jù)采集及數(shù)字下變頻模塊是利用ADI的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD6640按照奈奎斯特帶通采用定理進行數(shù)據(jù)采集(本報告中選擇的采樣速率為60MHz)，然后將60MHz的數(shù)字中頻信號傳輸給專用數(shù)字下變頻器件AD6620(也可以利用FPGA實現(xiàn)數(shù)字下變頻以及信號抽取濾波等)進行數(shù)字下變頻和抽取濾波等處理。
高速數(shù)據(jù)采集(主要是采集70MHz的中頻模擬信號)及數(shù)字下變頻(將70MHz中頻搬移到數(shù)字基帶)處理部分的硬件設(shè)計方案如下圖1所示：
在該部分的硬件設(shè)計中：1)ADC采用的是ADI公司的高性能AD6640來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高速采集。AD6640具有如下優(yōu)點：12位的采樣精度，具有65MSPS最小采樣率，在25MHz帶寬上具有高達80
的無雜散動態(tài)范圍(SFDR)，中頻采樣率可達70MSPS, 功率消耗大約710mW，采用采用5V單電源供電，片上自帶T/R和參考電壓，數(shù)據(jù)以二進制補碼形式輸出，CMOS輸出電平兼容3.3V和5V。2)下變頻部分，采用的是美國ADI公司的中頻數(shù)字接收機專用數(shù)字信號處理器AD6620。它的內(nèi)部集成了NCO(數(shù)控晶體振蕩器)、數(shù)字混頻器、二階級聯(lián)積分梳妝濾波器(CIC2)、五階級聯(lián)積分梳妝濾波器(CIC5)、系數(shù)可編程的抽取濾波器(RCF)等。3)控制部分，選用了Xilinx公司的Spartan 6芯片來進行采集控制、數(shù)據(jù)緩沖、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸控制及通信等。
3.2 高速數(shù)據(jù)采集及下變頻處理部分軟件設(shè)計
寬帶中頻數(shù)字下變頻器件AD6620內(nèi)部主要由以下單元組成：頻率變換單元、二階固定系數(shù)級聯(lián)積分梳狀濾波器(CIC2)單元、五階固定系數(shù)級聯(lián)積分梳狀濾波器(CIC5)單元以及一個可變系數(shù)的RAM系數(shù)抽取濾波器(RCF)單元。其中頻率變換模塊實現(xiàn)中頻到數(shù)字基帶的下變頻，CIC2單元和CIC5單元是完成采樣速率的抽取功能，通過設(shè)置不同的抽取倍數(shù)可得到不同速率的基帶信號，而可變系數(shù)的 RCF單元則是將抽取后的信號進行整形濾波處理，使得濾波器的通帶紋波、過渡帶帶寬以及阻帶衰減等設(shè)計參數(shù)設(shè)計的更優(yōu)化。
下面分別對頻率轉(zhuǎn)換單元、CIC2和CIC5濾波器單元以及可變系數(shù)RCF濾波器單元分別進行編程介紹。
3.2.1頻率變換單元編程設(shè)置
頻率變換單元主要是利用片內(nèi)集成的數(shù)控晶體振蕩器(NCO)來產(chǎn)生一組正交的數(shù)字本振信號。NCO模塊的目標就是產(chǎn)生理想的正弦波和余弦波，以便與高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器件AD6640傳輸?shù)闹蓄l實信號進行頻率轉(zhuǎn)換，把中頻信號的頻譜搬移到數(shù)字基帶。NCO模塊產(chǎn)生的正交數(shù)字本振信號頻率是通過式來計算：
(式 1)
其中， 為NCO模塊的本振頻率， 為相應(yīng)通道IF信號輸入的頻率，在本文中為70Mhz， 為采樣頻率，本文中應(yīng)為56MHz，實際為60MHz，
根據(jù)式可計算得到 的值為：0010 1010 1010 1010 1010 1010 1010 1010共32位二進制數(shù)，那么通過FPGA向地址為0x303的地址寫入上述32bit的二進制數(shù)。
3.2.2 固定系數(shù)CIC濾波器設(shè)計及其編程
二階和五階級聯(lián)積分梳狀濾波器都是固定系數(shù)的抽取濾波器。CIC2處理的信號時頻率變換后輸出的I、Q兩路數(shù)字基帶信號，
均為60MHz，為了減輕后續(xù)處理器的處理難度，需要利用CIC2和CIC5抽取濾波器進行合理抽取濾波，經(jīng)CIC2抽取濾波后的信號頻率為式所示：
其中， 為經(jīng)過抽取系數(shù) 抽取濾波降速后的信號頻率。可通過微控制器對CIC2濾波器抽取系數(shù) 進行編程，取值范圍為2~6中得某一個整數(shù)值。第一級的抽取系數(shù)取值越大相應(yīng)的整個芯片功耗就越低。CIC2濾波器的增益和通帶衰減計算公式如式2和式3所示：
其中， 為CIC2濾波器增益衰減因子，取值范圍為0~6之間的整數(shù)值。為了獲得最優(yōu)的動態(tài)范圍需要將 設(shè)置為最小值，但是要注意防止出現(xiàn)溢出。
為輸入信號的電平。
CIC2濾波器的離散和連續(xù)頻率響應(yīng)公式分別如式4和5所示：
相應(yīng)的CIC5濾波器和CIC2濾波器的功能是一致的，也是實現(xiàn)抽取和濾波，CIC5濾波器是對CIC2這一級處理后的信號再一次抽取。下面利用ADI公司的SoftCell濾波器設(shè)計軟件，設(shè)計CIC2、CIC5、RCF濾波器，以便獲得相應(yīng)濾波器參數(shù)，進行因為對于70MHz中頻信號而言，依據(jù)射頻帶通采樣定理，可以確定帶通采樣率為56MSPS就可以滿足要求，但是為了增大信噪比的性能可將降采樣率設(shè)成60MHz，輸出頻率為0.4MSPS，那么抽取倍數(shù)為140。打開濾波器設(shè)計軟件后的界面如圖3所示：
在軟件的PortSelect菜單中選擇AD6620作為設(shè)計的對象，然后在面板的左中間位置輸入信號頻率60MHz，以及抽取濾波后的輸出頻率0.4MHz，在Passband這個地方輸入通帶帶寬4MHz，通帶紋波設(shè)置為0.18，另外在Stopband這個地方設(shè)置阻帶頻率為4.5MHz，衰減為60dB，在5MHz這個頻率點，設(shè)置衰減為80dB。然后點擊compute按鈕后就可以計算得到設(shè)計好的濾波器頻率相應(yīng)以及相應(yīng)的各級濾波器系數(shù)和RCF濾波器的抽頭數(shù)。設(shè)計完成后CIC2以及CIC5以及RCF濾波器系數(shù)可能有多種組合，這種情況下可以對比分析濾波器的響應(yīng)，選擇一種最佳的設(shè)計方案。表 1為不同抽取倍數(shù)下的帶寬和混疊衰減規(guī)格：
最后確定選擇CIC2濾波器抽取倍數(shù)為15，CIC5抽取倍數(shù)為2，RCF抽取倍數(shù)為2就可以滿足系統(tǒng)設(shè)計的要求。
3.2.3 可變系數(shù)RCF濾波器參數(shù)設(shè)置
根據(jù)2.2.1節(jié)設(shè)計得到的RCF抽取倍數(shù)為30，可以根據(jù)式來計算得到抽取濾波器的抽頭數(shù)為150。
其中， 為60MHz， 為15， 為CIC5濾波器抽取降速后的頻率也即2MHz，當輸入通道模式時單通道實模式時為1。對可變系數(shù)的RCF濾波器進行編程設(shè)置時需要先向地址0x30C寫入整數(shù) 149( =59)。然后濾波器的響應(yīng) 逐一寫入到地址0x000~0xFF中。這樣就完成了RCF寄存器的編程設(shè)置。
3.2.4 AD6620工作模式寄存器編程
對頻率變換單元、固定系數(shù)的CIC2和CIC5以及RCF濾波器變化進行編程設(shè)置后，要使AD6620正常工作還需要對其工作方式和相關(guān)寄存器進行配置。AD6620的工作方式主要由地址0x300H的寄存器中低四位決定，其中，bit0=1時系統(tǒng)處于軟復位狀態(tài)，bit0=0則處于正常狀態(tài);bit1=1時系統(tǒng)處于雙通道實數(shù)輸入模式;bit2=1時系統(tǒng)處于單通道復數(shù)輸入模式;如果bit0~bit2都是0，那么系統(tǒng)處于單通道實數(shù)輸入模式;bit3=1/0為時鐘主從工作模式。因此，當各寄存器配置完成后需要將寄存器bit0拉低，也即置為0狀態(tài)使其脫離軟復位狀態(tài)，進入正常工作模式。另外，在本文中AD6620讀寫內(nèi)部寄存器是采用的異步讀寫時序，數(shù)據(jù)輸出是并行16位輸出模式。[!--empirenews.page--]
總的來說，采用FPGA實現(xiàn)AD6620初始化的過程如下：
1)首先判斷AD6620有沒有經(jīng)過硬件復位，如果沒有經(jīng)過硬件復位而又要實現(xiàn)系統(tǒng)復位，那么可以通過程序去編程地址0x300H的寄存器的bit0位置為1，使得AD6620處于軟件復位狀態(tài)，這樣就可以對非動態(tài)的寄存器進行相關(guān)編程;
2)對NCO單元、CIC2、CIC5濾波器的抽取倍數(shù)和系數(shù)進行編程，將相應(yīng)的控制系數(shù)寫入相對應(yīng)的地址寄存器中;
3)對RCF濾波器系數(shù)進行編程，分別向地址0x000H~0xFF中寫入 這150個抽頭系數(shù)，剩下的寫入0。
4)對AD6620所有配置工作完成后，必須向地址0x300H的bit0寫入0，使其脫離軟復位狀態(tài)，這樣AD6620才可以在所配置工作方式下對輸入的數(shù)據(jù)進行處理?！ ?/p>
4.實時數(shù)據(jù)傳輸模塊
基于USB2.0的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計主要包括以下幾個部分：(1)基于EZ-USB FX2的硬件電路設(shè)計(2)EZ-USB FX2系列器件CY7C68013A的固件程序(設(shè)置CY7C68013A工作模式、傳輸方式等，需要對其內(nèi)部寄存器進行相關(guān)配置)，主要通過Keil C51軟件進行開發(fā)。
4.1 實時數(shù)據(jù)傳輸部分的硬件設(shè)計
實時數(shù)據(jù)傳輸部分(USB2.0的數(shù)據(jù)傳輸)的硬件設(shè)計方案如圖10所示，USB模塊與FPGA間的連線如圖11所示。
在高速數(shù)據(jù)傳輸部分采用了Cypress公司的EZ-USB FX2 CY7C68013A芯片，采用單片USB 2.0外設(shè)可以避免用FPGA直接實現(xiàn)USB通信協(xié)議時可靠性低的問題。在數(shù)據(jù)采集、傳輸以及測試過程中，CY7C68013A作為從機，負責將FPGA發(fā)送給它的基帶數(shù)據(jù)，利用其16位SLAVE FIFO(關(guān)于SLAVE FIFO的傳輸示意圖如圖所示)將數(shù)據(jù)緩沖發(fā)送給上位機。在SLAVE FIFO數(shù)據(jù)傳輸中，上位機應(yīng)用程序、固件程序和FPGA程序都非常關(guān)鍵，要配合好才能完成數(shù)據(jù)的高速數(shù)據(jù)傳輸。在這個系統(tǒng)中，F(xiàn)PGA起著主控制器作用，CY7C68013A則相當于一個從設(shè)備。具體的工作流程是：FPGA把接收過來的16位數(shù)字基帶信號發(fā)送給CY7C68013A，CY7C68013A以SLAVE FIFO的方式將這些數(shù)據(jù)緩沖，并以批量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給上位機，上位機接收到這些數(shù)據(jù)后加以存儲和顯示。
4.2 CY7C68013A的固件程序設(shè)計
固件程序是指運行在設(shè)備CPU中的程序，只有在該程序運行時，外設(shè)才能稱之為具有給定功能的外部設(shè)備。固件程序負責初始化單元，重新設(shè)置設(shè)備。主要包括設(shè)備描述符信息、設(shè)備功能代碼。設(shè)備描述信息描述USB設(shè)備的一半特性和配置，如設(shè)備類別、接口配置、VID和PID等。主機在設(shè)備列舉時要獲取USB設(shè)備的描述符，從而獲得設(shè)備的配置信息和相關(guān)驅(qū)動信息。用戶可以通過修改固件中的描述符來改變設(shè)備的特性。設(shè)備功能代碼有設(shè)備的功能需求決定。通信控制功能代碼執(zhí)行主機請求分析處理和數(shù)據(jù)交換處理功能。
采用ARM公司的Keil C51 uVision4.02開發(fā)CY7C68013A的固件程序。為了簡化固件編程，CYPRESS提供了固件編程框架，在此基礎(chǔ)上添加我們所需要的配置代碼即可完成軟件編程?！ ?/p>
復位上電時，固件先初始化一些全局變量，然后調(diào)用初始化函數(shù)ID_Init(),初始化設(shè)備一直到?jīng)]有配置的狀態(tài)和打開中斷，循環(huán)1s后枚舉，直到端點0接收到SETUP包退出循環(huán)，進入循環(huán)語句while，執(zhí)行任務(wù)函數(shù)，函數(shù)包括：
(a)TD_POLL()用戶任務(wù)調(diào)度函數(shù);
(b)如果發(fā)現(xiàn)USB設(shè)備請求，則執(zhí)行對應(yīng)的USB請求;
(c)如果發(fā)現(xiàn)USB空閑置位，則調(diào)用TD_Suspend()這個掛起函數(shù)，調(diào)用成功后則內(nèi)核掛起，直到出現(xiàn)USB遠程喚醒信號，調(diào)用TD_Resume()，內(nèi)核喚醒后重新進入while循環(huán)。
固件框架程序需要以下幾個文件：
(1)FX2.h：庫函數(shù)申明，以及變量、宏定義、數(shù)據(jù)類型定義;
(2)Fxregs.h：FX2LP寄存器頭文件;
(3)Fw.c：固件框架源文件;
(4)Periph.c：用戶調(diào)度函數(shù)、用戶可以修改，在不同的應(yīng)用中文件名不一樣;
(5)Dscr.a51：USB描述符列表，用戶可以修改;
(6)Ezusb.lib：EZUSB庫文件;
(7)USBJmpTb.OBJ：中斷跳轉(zhuǎn)函數(shù)目標文件
這種情況下，需要在固件程序中，進行相應(yīng)的修改。在SLAVE FIFO中，特別是自動傳輸(CY7C68013A單片機不干預(yù)數(shù)據(jù)傳輸)，固件程序主要完成各個端口的初始化。因此我們要修改兩個地方：(1)USB設(shè)備描述符列表Dscr.a51，根據(jù)實際情況修改里面的端口數(shù)和傳輸方式等;(2)初始化函數(shù)void TD_Init(void)。在SLAVE FIFO這種方式下，設(shè)置EP2為4緩沖的輸出端口，EP6為4緩沖的輸入端口。
5. 上位機軟件設(shè)計
上位機應(yīng)用程序是系統(tǒng)與用戶之間交流的接口，它通過通用驅(qū)動程序完成對外設(shè)的控制和通信。主機端應(yīng)用程序負責向FX2的FIFO發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)。本報告中采用的固件架構(gòu)是EZ-USB FX2/FX2LP(CY7C68013, 驅(qū)動程序是Cyusb.sys。用Visual Studio2008軟件進行上位機開發(fā)，利用C++/MFC來開發(fā)基于對話框的應(yīng)用程序，系統(tǒng)的主要功能模塊有：打開USB設(shè)備、復位USB設(shè)備、系統(tǒng)數(shù)據(jù)測試與顯示等。
在VS2008中建立一個MFC 單文檔/對話框應(yīng)用程序后，在路徑項目中包含頭文件cyapi.h和cyapi.lib所在的路徑。然后手動導入cyapi.lib，注意是CV6_7的lib，不要導入BCB的。
開發(fā)USB應(yīng)用程序的一般工作流程如下。
1)首先要創(chuàng)建一個USB設(shè)備對象
CCyUSBDevice *USBDevice = new CCyUSBDev(Handle);括號中的Handle是USB所關(guān)聯(lián)對象的句柄，一般在MFC中直接就是m_hwnd。
2)打開USB設(shè)備。
可以用到兩個函數(shù)open();isopen()這兩個都可以用來打開USB設(shè)備，isopen()還可以判斷能否獲得USB設(shè)備句柄，一般來說，如果只有一個USB設(shè)備連接，可以這樣打開：
USBDevice->open(0)//打開0號USB設(shè)備;如果要判斷，可以：
if(!USBDevice->open(0)) //打開失敗
{messagebox("USB未連接");}
或者if(!USBDevice->Isopen())
如果連接有多個USB設(shè)備，那么可以枚舉所有的USB，用到DeviceCount()函數(shù);具體的可以參考cybulk的例子。執(zhí)行USBDevice->DeviceCount()后，返回所連接的USB設(shè)備個數(shù)：
if (USBDevice->DeviceCount()) //保證至少有一個USB設(shè)備連接
{
for (i = 0; i DeviceCount(); i++) //枚舉所有USB設(shè)備
{
USBDevice->Open(i);//打開第i號USB設(shè)備
m_DeviceListComBox.AddString(USBDevice->DeviceName);//所選擇的當前設(shè)備名}
}
3)端點枚舉
在cybulk的例子中介紹了如何枚舉固件中使用的所有端點，也就是使用多個端點的情況，其枚舉步驟主要包括一下幾個端點：
(1)創(chuàng)建USB設(shè)備并打開該設(shè)備
CCyUSBDevice *USBDevice=new CCyUSBDevice(m_hWnd);//USB設(shè)備USBDevice->Open(0);//打開0號USB設(shè)備。
(2)獲取所用的端點數(shù)目
intepts = USBDevice->EndPointCount();
EndPointCount();函數(shù)返回當前所用的端點數(shù)+1，也就是包含了控制端點。例如在固件接口描述符Interface Descriptor中設(shè)置Number of end points項(第5項)的值為4，則epts的值為4+1=5。
(3)定義端點指針
CCyUSBEndPoint *endpt;CCyUSBEndPoint建立一個端點對象，可建立所有的端點類型，控制端點，bulk端點，ISO端點等;
(4)枚舉端點，并獲得其屬性：端點號，傳輸方向
for (i=1; i
{
endpt = USBDevice->EndPoints[i];//EndPoints-端點列表，最大16.EndPoints[0]指向控制端點(CCyControlEndPoint)，未使用的端點設(shè)置為NULL。
if (endpt->Attributes == 2) // Bulk Attributes 判斷傳輸類型bulk，control，等。
{
sprintf(s, "0x%02x", endpt->Address);
if (endpt->Address & 0x80) //Address--判斷傳輸方向in or out 0x8_-in;0x0_-out
{
m_InEndptComBox.AddString(s); //最高位為8，in端點，添加到in組合框m_InEndptComBox.SetItemData(m_InEndptComBox.GetCount()-1,i);
else
{
m_OutEndptComBox.AddString(s); //否則，最高位為0，out端點，添加到out組合框m_OutEndptComBox.SetItemData(m_OutEndptComBox.GetCount()-1,i);
}}}[!--empirenews.page--]
這樣，就完成了某個具體端點的選擇。如果只需要使用一個端點的話，那上面的代碼無疑就顯得冗長不夠簡潔了。僅使用一個端點，可以使用EndPointOf()函數(shù)，該函數(shù)直接使用指定的端點，返回其指針;例如，要使用端點2，in傳輸，那么，可以這樣：
CCyUSBDevice *USBDevice=new CCyUSBDevice(m_hWnd); //USB設(shè)備
USBDevice->Open(0); //打開0號設(shè)備，
CCyUSBEndPoint *endpt = USBDevice->EndPointOf(0X82); //使用端點2，in傳輸可以看到，上面的只需要3行代碼，比枚舉簡潔方便多了。至于獲取USB其他屬性，這里列出經(jīng)常使用的幾個：(1)USBDevice->DeviceCount()//返回連接到電腦的USB設(shè)備個數(shù)，從0，1，2.開始命名(2)USBDevice->DeviceName()//返回USB設(shè)備名稱，也就是固件中 StringDscr2:字段字符串。(3)USBDevice->VendorID//返回USB設(shè)備VIDUSBDevice->ProductID//返回USB設(shè)備PID。具體的可參考cyapi的文檔，在CCyUSBDevice和CCyUSBEndPoint這兩個類里可查詢到。
4)傳輸命令控制
可以說，寫USB上位機，要對固件進行自定義命令傳輸，通常都是用輸入輸出控制傳輸進行的，即使用控制傳輸in或者out方式實現(xiàn)對固件的自定義命令。
(1)out控制傳輸發(fā)送vendor命令
采用out方式應(yīng)該比較符合大家的思維，因為是從上位機發(fā)命令到下位機，怎么看都應(yīng)該是out而不是in。例如你在固件里設(shè)置了out的接收buf：
BOOL DR_VendorCmnd(void)
{
switch (SETUPDAT[1])
{
case 0xDD:
{ temp=EP0BUF[0];
EP0BCH=0;
EP0BCL=1;
EP0CS |=bmHSNAK;
break;
}
default:
return(TRUE);
}
return(FALSE);
}
在VS2008的C++/MFC中：
CCyControlEndPoint* CtlEndpoint;//定義一個控制端點
CtlEndpoint->Target = TGT_DEVICE;//不必關(guān)注，固定
CtlEndpoint->ReqType = REQ_VENDOR; //請求類型：自定義請求(標準請求等)CtlEndpoint->Direction = DIR_TO_DEVICE; //傳輸方向：主機->usb設(shè)備(out)
CtlEndpoint->ReqCode = 0XDD; //自定義請求碼
CtlEndpoint->Value = 0; //這里的設(shè)定值將傳給setupdat的[2:3]位
CtlEndpoint->Index = 0; //這里的設(shè)定值將傳給setupdat的[4:5];PUCHAR buf=new UCHAR[1];
ZeroMemory(buf,1);//用0填充buf區(qū)，填充大小(1字節(jié))
long buflen=1;//傳輸?shù)钠渌止?jié)數(shù)：cy控制臺console中l(wèi)ength的值。
CtlEndpoint->XferData(buf,buflen);
當然，沒有規(guī)定說一定必須傳給下位機至少一個字節(jié)的數(shù)據(jù);你也可以不傳;不過最好下位機同樣設(shè)置接收字節(jié)為0，否則小心有莫名奇妙的錯誤(XX內(nèi)存不能為只讀等等)。
將temp=EP0BUF[0];去掉，上位機：
PUCHAR buf=new UCHAR; //用0填充buf區(qū)，填充大小(1字節(jié))
long buflen=0;
CtlEndpoint->XferData(buf,buflen);
也是可以的，另外，控制傳輸請盡量用同步的xferdata()而不是異步的begindataxfer()。
(2)in控制傳輸發(fā)送vendor命令
基本上，跟out區(qū)別不大。固件中：
BOOL DR_VendorCmnd(void)
{
switch (SETUPDAT[1])
{
case 0xDD:
{
*EP0BUF=0XDD;
EP0BCH=0;
EP0BCL=1;
EP0CS |=bmHSNAK;
break;
}
default:
return(TRUE);
}
return(FALSE);
}
VC中：CCyControlEndPoint* CtlEndpoint; //定義一個控制端點
CtlEndpoint->Target = TGT_DEVICE;//不必關(guān)注，固定
CtlEndpoint->ReqType= REQ_VENDOR; //請求類型：自定義請求(標準請求等)CtlEndpoint->Direction = DIR_FROM_DEVICE; //傳輸方向：usb設(shè)備->主機(in)CtlEndpoint->ReqCode = 0XDD; //自定義請求碼CtlEndpoint->Value = 0;//這里的設(shè)定值將傳給setupdat的[2:3]位CtlEndpoint->Index = 0; //這里的設(shè)定值將傳給setupdat的[4:5]位PUCHAR buf=new UCHAR[1];
ZeroMemory(buf,1); //用0填充buf區(qū)，填充大小(1字節(jié))
long buflen=1; //傳輸?shù)钠渌止?jié)數(shù)：cy控制臺console中l(wèi)ength的值CtlEndpoint->XferData(buf,buflen);這里的話，推薦盡量設(shè)置接收緩沖，不要將buflen設(shè)置為0.同樣，控制傳輸請盡量用同步的xferdata()而不是異步的begindataxfer()。
(3)另外，還有兩個簡化版本的函數(shù)Write(out傳輸)和Read(in傳輸)也可以進行控制傳輸。其作用同XferData()是一樣的，因為已經(jīng)明確表示了是in還是out，所以Direction 項的值就省略了。只是看起來代碼更加簡潔，輸入效率更高而已?；旧希蠖鄶?shù)時候，使用Write和Read會方便很多。
CCyControlEndPoint* CtlEndpoint; //定義一個控制端點
CtlEndpoint->Target = TGT_DEVICE; //不必關(guān)注，固定
CtlEndpoint->ReqType = REQ_VENDOR; //請求類型：自定義請求(標準請求等)CtlEndpoint->ReqCode = 0XDD; //自定義請求碼CtlEndpoint->Value = 0; //這里的設(shè)定值將傳給setupdat的[2:3]位CtlEndpoint->Index = 0; //這里的設(shè)定值將傳給setupdat的[4:5]位PUCHAR buf=new UCHAR[1];ZeroMemory(buf,1);//用0填充buf區(qū)，填充大小(1字節(jié)) long buflen=1; //傳輸?shù)钠渌止?jié)數(shù)：cy控制臺console中l(wèi)ength的值CtlEndpoint->Write(buf,buflen);
Read的話同理。
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