随着计算机总线技术和信息处理技术的快速发展,数据采集系统的数据带宽已经提升到GB的级别,对数据传输速率的要求也越来越高。传统的USB 2.0数据传输接口已经无法满足实际应用需求,而USB 3.0高速串行传输接口的出现为解决这一难题提供了新的方向。USB 3.0拥有5Gbps的理论传输带宽,自出现以来就得到广大开发者的青睐。目前USB 3.0数据传输系统在硬件电路设计方面已经日臻成熟,但是由于缺乏完善的软件系统,USB 3.0在传输速率方面的优势难以得到充分发挥。为了最大程度地提升传输系统的数据传输速率,本文对USB 3.0数据传输系统软件设计过程中存在的关键技术和难点问题进行了研究,从固件、驱动和上位机三方面设计了完整的软件系统,实现了高速模式下的数据传输。本文所做的主要工作如下:1.设计了USB 3.0传输模块软件系统的总体方案。对USB 3.0总线传输协议和EZ-USB FX3系统的主要硬件资源进行分析,归纳其特点;介绍了传输系统软件开发流程,设计了USB 3.0传输模块软件系统的总体方案,并阐述了各组成模块实现的功能。2.对USB 3.0传输模块软件系统开发过程中存在的关键技术和难点问题进行了研究:(a)对于固件多线程编程过程中存在的缓存一致性问题,提出了指令或数据分内存行存储,并实时进行数据更新的解决方案;(b)对于DMA缓存区中数据缓存重叠问题,提出了安全的数据缓存策略;(c)对于GPIF II接口状态机设计过程中状态限制问题,提出了加入镜像状态和中间状态的解决方案。最后在此基础上完成了固件程序、驱动程序和上位机软件的设计。3.完成了USB 3.0高速数据传输模块软件系统的测试与验证。通过给出合理的系统测试方案,搭建测试环境,对传输系统的基本功能实现和传输性能进行了完整测试。测试结果表明,本文设计的USB 3.0传输模块软件系统的各项指标均已达到设计要求。系统的平均传输速率达到347MB/s,是目前已有方案的1.4~2倍,且数据传输准确率高,完全满足高速传输的应用需求。