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纺织品数字印刷机高速数据通信的研究

作 者: 张平
导 师: 刘晋
学 校: 辽宁师范大学
专 业: 计算机应用技术
关键词: 纺织品数字印刷机 通信接口 USB2.0 CY7C68013A WDF
分类号: TS194.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 21次
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内容摘要


近年来,随着我国纺织业的迅猛发展,大幅面的纺织品数字印刷呈现出前所未有的繁荣景象,纺织业的市场需求与其商业利益不断地促进着工业化数字印染设备的研发。自2001年以后,国产大幅面数字喷绘印刷设备在市场上崭露头角,并以其惊人的发展速度促进着国产喷绘机技术的不断升级与技术改造。要想占领纺织品数字喷绘印刷设备市场必须在打印速度和精度上拥有显著优势。纺织品数字印刷机是采用数字压电技术在特制的纺织品基材上打印大幅面彩色画面的大型印染设备。数据传输系统是数字印刷机通信部分的核心,要完成上位机图像数据实时处理、数据缓冲、数据传输、协调喷头打印控制等功能。数据通信系统的优劣直接影响数字喷绘机的打印速度和打印精度。本文所设计的纺织品数字印刷机传输系统是采用韩国三星公司的32位嵌入式ARM处理器S3C2440作为主控板并利用FX2LP CY7C68013A芯片构成USB2.0标准外设通信接口,实现高速数据传输。使纺织品数字印刷机具有喷绘速度快、分辨率高、系统运行可靠等优点。本文对纺织品数字印刷机的通信接口部分进行了认真地研究和总结,在对USB2.0协议进行了深入剖析之后,针对块传输进行了大量的测试实验,提出双端点组合的优化模式。同时对USB2.0接口设备的硬件组成和工作过程进行阐述,分别从系统软硬件不同的角度设计了提速方案,阐述了USB2.0设备接口中端点FIFO通道关键作用,通过采用同步Slave FIFO自动(Auto)传输模式、双端点组合、多重缓冲等措施进一步提升了数字印刷机的数据传输速度。对FX2LP CY7C68013A的固件程序、应用程序的设计进行了全面的优化。最后重点介绍了新一代的WDF驱动框架在纺织品数字印刷机通信系统中的开发过程,从而使纺织品数字印刷机的喷绘速度和喷绘精度得到了极大地跃升。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-9
  1.1 研究背景和意义  7
  1.2 本文的主要工作和行文结构  7-9
2 块传输方式分析  9-18
  2.1 常见高速数据传输协议介绍  9-10
  2.2 USB 技术  10-11
    2.2.1 USB 的版本  10-11
    2.2.2 USB2.0 与USB3.0 的应用分析  11
  2.3 USB2.0 速度计算理论  11-13
    2.3.1 USB2.0 理论传输速度计算  11-12
    2.3.2 USB2.0 实际传输速度计算  12-13
  2.4 块传输高速传输分析  13-17
    2.4.1 块传输方式介绍  13
    2.4.2 用Bus Hound 观察数据包  13-14
    2.4.3 块传输速度优化实验方案  14-15
    2.4.4 速度测试实验分析  15
    2.4.5 单端点速度测试结果及分析  15-16
    2.4.6 双端点速度测试结果及分析  16-17
    2.4.7 实验总结  17
  2.5 小结  17-18
3 通信系统提速方案设计  18-30
  3.1 处理器选型  18-19
  3.2 CY7C68013A 芯片结构  19-21
  3.3 通信提速系统设计  21-23
  3.4 硬件提速设计  23-27
    3.4.1 “量子FIFO”处理构架  23-24
    3.4.2 FPGA 桥接  24-25
    3.4.3 多重缓冲  25
    3.4.4 块传输  25-26
    3.4.5 双端点组合  26-27
  3.5 软件提速设计  27-29
    3.5.1 固件程序设计  27-28
    3.5.2 驱动程序设计  28-29
    3.5.3 应用程序设计  29
  3.6 小结  29-30
4 WDF 驱动程序设计  30-43
  4.1 WDF 驱动概述  30-32
    4.1.1 KMDF 内核模式驱动  31-32
    4.1.2 WDF 与WDM 的对比  32
  4.2 WDF 的USB 设备驱动  32-34
  4.3 数字印刷机驱动程序设计  34-40
    4.3.1 驱动程序设计思路  34-35
    4.3.2 设备初始化  35
    4.3.3 块传输读写  35-37
    4.3.4 应用程序接口设计  37-38
    4.3.5 驱动程序开发环境  38-39
    4.3.6 驱动程序的安装  39-40
  4.4 通信系统测试  40-42
    4.4.1 CY7C68013A 硬件电路板调试  40-41
    4.4.2 性能测试  41-42
  4.5 小结  42-43
结论  43-44
参考文献  44-46
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  46-47
致谢  47

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 染整工业 > 印花 > 机械与设备
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