USB接口器件采用Cypress公司的CY7C68033，其内部集成有USB2．0收发器、串行接口引擎(SIE)、增强型的8051内核和可编程控制的外围接口(GPIF)，可提供高速数据传输有效、方便的解决方案。CY7C68033的固件程序位于内部RAM中，由uSB或电子可擦写可编程只读存储器(EEP-ROM)下载；具有4个可以自由编程分配控制的端点；8位或16位外部数据接口：内部具有4个集成的FIFO，对外有两种接口模式，Master模式使用GPIF接口，Slave FIFO模式使用集成的FIFO供外部设备读写，很容易与外部的专用集成电路或DSP器件连接；内置增强型的8051内核时钟最高可达48 MHz，其指令周期只需4个时钟周期；具有2个通用异步收发器(UART)、3个定时计数器、扩展的中断系统；内置2个I2C总线控制模块。
2．2 USB接口设计
    图2是该高速图像采集系统的USB接口电路连接图。

 

    图2中，CY7C68033的PA3～PA2引脚作为地址线与TMS320DM6437 DSP的HCNTL[1:0]相连，用于选择HPI的寄存器与工作模式；FD[15:0]作为16位数据总线与HPl的数据总线HD[15:0]相连，用于交换数据；CTLx引脚为GPIF的输出控制信号，RDYO引脚为GPIF的输入控制信号。由于访问HPI寄存器需两次半字传输，因此使用CY7C68033的CTL0引脚进行控制。TMS320DM6437的HR／W接至CTL1，用来作为读／写选择标志；HDS1与CTL2相连，作为数据选通信号。HRDY与输入信号线RDYO相连，用于查询HPI接口状态，GPIF通过监测该信号以控制内部存取操作。TMS320DM6437的HINT与CY7C68033的INT0引脚相连，DSP复位时HINT引脚启用，该引脚也用于DSP向CY7C68033发送外部中断请求。另外，TMS320DM6437的HCS3引脚接地表示可对HPI进行连续存取操作。

3 图像采集系统软件设计
    当USB设备插入计算机时，计算机和USB设备之间产生一个枚举过程。计算机检测到有设备插入。自动发出查询请求；USB设备回应该请求，发送出该设备的Vendor ID和Product ID；计算机根据这两个ID装载相应设备驱动程序，完成枚举过程。然后就可以传输数据，接收数据，即TMS320DM6437 DSP向PC机传输数据时，首先向CY7C68033发送一硬件中断信号，CY7C68033接收该中断，并启动接收程序，通过HPI接口设置DSP的HPIC寄存器的HINT标志位，使DSP下一次仍通过该位发出中断：然后通过端口6将固定长度(512字节)的数据读人FIFO：端口6读取数据时，为了保证较高的传输速度，CY7C68033中的CPU不能干预数据传输，当FIFO中的数据达到一定数量后，CY7C68033自动将数据打包传送给USB总线；发送数据时，它将数据包直接传输给CY7C68033，CY7C68033接收到数据后，按指定字节长度将数据读到发送端口2的FIFO中，然后自动启动GPIF，将数据传送给DSP，接下来CY7C68033通过HPI接口设置DSP的HPIC寄存器中的DSPINT位(将其置1)，向DSP发送请求中断，通知DSP有数据包。
    USB设备的软件开发包括设备固件、设备驱动程序以及应用程序3方面设计。
3．1 设备固件
设备固件设计是由主程序和中断处理程序2部分组成，其中，主程序负责系统外设器件的互联以及初始化设置USB端口等。系统上电时，通过USB电缆将固件程序下载到CY7C68033的内部RAM，为了传输可靠，固件程序下载采用批量传输方式。由于系统要求快速持续传输大量数据，因此采用同步传输方式。
3．2 USB设备驱动程序
    USB设备驱动程序设计一般采用Windows DDK(devicedriver kil)设计，但由于DDK的复杂性和调试难度，难以开发稳定完善的USB驱动程序。因此，这里选用NuMega公司的开发软件DriverWorks，它是以面向对象的思想完全封装DDK的所有库函数。
    通过DriverWorks提供的类，编写大部分驱动程序。最重要的是DriverWorks提供对USB总线的封装，这样大大简化对USB总线的操作接口。DriverWorks通过向导生成USB驱动程序的框架，并利用KDriver、KPnpDevice、KpnpLowerDe-vice等类简化WDM(Win32 driver module)驱动程序编程，它们分别对应的封装是WDM中的PD0、FD0、FiD0。每一个WDM驱动程序都有一个入口函数AddDevice，当PC机监测到USB接口中接入新设备时．立刻调用入口函数AddDevice并且创建设备的PD0，接着将其保存到函数参数指针中。成员函数AddDevice同时创建另外一个设备对象FD0．它被KPnpDevice封装。对WDM总线驱动程序的上层接口通过KpnpLowerDevice类实现FD0和PD0之间的连接，同时它也提供对PD0的操作接口。对USB客户驱动程序从KLow-erDevice类派生出的KusbLowerDevice类封装USB的底层设备对象，通过其接口操作USB总线的驱动程序。