[发明专利]基于USB接口的实现两台主机之间双向通信与控制的系统

摘要

基于USB接口的实现两台主机之间双向通信与控制的系统，它包括一个USB接口电路和一份通信协议；所述USB接口电路包括两个USB设备类接口芯片、一个EPLD电路、两个USB接口插座以及一个为EPLD电路供电的稳压电路，所述通信协议将两台主机划分成虚拟的主机与从设备，主机是主控者，起控制核心的作用，设备是被控者，执行主机发出的控制命令，虚拟的主机与从设备可相互转换，虚拟的主机与从设备之间的通信数据为ASCII字符串方式或二进制方式。本发明通过USB接口电路，实现了两台主机之间的点对点双向通信与控制；通过通信协议，可任意指定主控者、被控者，可进行主从转换，通过USB接口，从而最终实现了两台主机通过本系统能够进行高速通信。

主权项

基于USB接口的实现两台主机之间双向通信与控制的系统，其特征在于：它包括一个USB接口电路和一份通信协议；所述主机为具有主机功能的计算机或仪器；所述USB接口电路包括两个USB设备类接口芯片、一个EPLD电路、两个USB接口插座以及一个为EPLD电路供电的稳压电路，来自其中一个USB接口插座的电源信号+5VA与来自另一个USB接口插座的电源信号+5VB分别经过一只二极管后接至稳压芯片的输入端，输出+3.3V电源信号给EPLD电路供电；所述USB设备类接口芯片为USB至并口转换芯片，属于USB设备类接口芯片，它具有USBDP脚，连接至USB差分数据信号的正端D+；USBDM脚，连接至USB差分数据信号的负端D‑；并行接口的8位数据总线为D7～D0；RD#是输入信号，当RD#从高电平变为低电平时，从接收缓冲器中取得一个字节数据；WR是输入信号，当WR从高电平变为低电平时，将D7—D0引脚上的数据写入发送缓冲器中；RXF#是输出信号，为高电平时，不能从接收缓冲器读数据，为低电平时，可以从接收缓冲器读数据；TXE#是输出信号，为高电平时，不能写数据到发送缓冲器，为低电平时，可以写数据到发送缓冲器；此外，USB设备类接口芯片还有OSCO脚，为时钟输出信号；USB设备类接口芯片的供电直接来自于USB接口插座的+5V电源及GND参考地信号；所述EPLD电路由两只先入先出存储器、两个读逻辑发生电路、两个写逻辑发生电路、两个读写逻辑仲裁电路；其中一侧总线读逻辑发生的条件是RXF_A为0、FIFO1未满、总线不忙，总线写逻辑发生的条件是TXE_A为0、FIFO2未空、总线不忙；另一侧总线写逻辑发生的条件是TXE_B为0、FIFO1未空、总线不忙，总线读逻辑发生的条件是RXF_B为0、FIFO2未满、总线不忙；所述EPLD电路分别与两个USB设备类接口芯片连接，连接至其中一个USB设备类接口芯片引脚D7～D0的为输入输出信号DB_A[7..0]，连接至引脚RD#的为输出信号RD_A，连接至引脚WR的为输出信号WR_A，连接至引脚RXF#的为输入信号RXF_A，连接至引脚TXE#的为输入信号TXE_A；连接至另一个USB设备类接口芯片引脚D7～D0的为输入输出信号DB_B[7..0]，连接至引脚RD#的为输出信号RD_B，连接至引脚WR的为输出信号WR_B，连接至引脚RXF#的为输入信号RXF_B，连接至引脚TXE#的为输入信号TXE_B；输入信号CLK连接至两个USB设备类接口芯片的时钟输出脚OSCO；RESET为复位输入信号，由两个USB接口插座的+5V电源信号经延时整形产生，每次两个USB电缆连接至主机，即拔插后都会产生一个高电平复位脉冲信号；所述通信协议将两台主机划分成虚拟的主机与从设备，主机是主控者，起控制核心的作用，设备是被控者，执行主机发出的控制命令，虚拟的主机与从设备可相互转换，虚拟的主机与从设备之间的通信数据为ASCII字符串方式或二进制方式；所述通信协议规定，采用ASCII字符串传输方式时，一个命令的结束符以ASCII字符的换行符’\n’即字符值10作为标志；所述通信协议中，包头标志长度为2个字节，数值定为十六进制的0xAAAA；源地址占1个字节，对应机器信息中的机器编号,代表发出该包的是哪台机器；目的地址占1个字节，对应机器信息中的机器编号,代表接收该包的是哪台机器；指令编号占2个字节，用来区别主机发出的指令或设备响应主机的哪条指令；主机向设备发送指令时，设置一个16位的计数器，每发出一条指令，计数器加一，循环计数；设备侧也设置一个16位的计数器，设备每响应主机的一条指令，计数器加一，循环计数；序号字段占2个字节，表示主机或设备发出的第几个包，循环计数，不用时设为数值零；包长字段占4个字节，表示后面数据字段有多少个字节，数据字段不定长，为传输的有效数据，以字节为单位，可以传输数据字段为空的数据包；4字节的保留字段，不用时设为数值零，也可以设置为整个包的CRC32校验字，能够进一步保证通信的可靠性；后面2字节的保留字段，不用时设为数值零，留作将来扩展系统的功能；包尾标志占2个字节，数值定为十六进制的0x5555；本协议规定，进行大容量数据传输时，发一个包长数据为零的空包，表示本次传输完成。