一种基于usb的高速数据传输设备及方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于USB的高速数据传输设备及方法，该数据传输设备包括带有USB接口的第一微控制器和第二微控制器，第一微控制器和第二微控制器上分别设置有GPIF接口，所述第一微控制器和所述第二微控制器之间通过GPIF接口连接，所述第一微控制器和第二微控制器通过其上的USB接口分别与需要进行数据交换且带有设备驱动的两台计算机连接；第一微控制器和第二微控制器中均包括一个缓存器。通过本发明数据传输设备，两台计算机之间可实现直接的数据传输，使得用户在不需要经过额外的移动存储介质的情况下直接在计算机间快速备份以及分享大容量的数据。具有成本低、传输速度快、结构简单等优点。
【专利说明】一种基于USB的高速数据传输设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于数据通信【技术领域】，特别涉及一种基于USB的高速数据传输设备及方法。
【背景技术】
[0002]通用串行总线(Universal Serial Bus, USB)是连接计算机系统与外部设备的一个串口总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范，被广泛应用于计算机和移动设备等信息通讯产品，并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。目前，两台计算机之间数据的备份或分享主要有两种途径，第一，通过网络；第二，使用移动存储设备。第一种方法必须通过网卡，但是现有的五类线上限支持100Mbps，第二种通过移动硬盘是目前使用较多、速率较快的方式。第一种方法受到五类线传输速率的限制，也可能受到路由器、交换机等组成局域网设备的传输速率的限制，因此在传输大量数据的时候相对比较慢的，而第二种方法不仅受限于读写移动存储设备的速率，更重要的一点，在进行数据备份或分享时需要经过一个中间媒介，这样就多了一次读写数据的过程。目前，在计算机上有较高传输速率的协议包括 Thunderbolt (20Gbps)、USB2.0 (480Mbps)、USB3.0 (5Gbps)、USB3.1(IOGbps)、SATA2、(3Gbps) SATA3 (6Gbps)、PCI Express (最高 16Gbps)等，但是还没一种设备使得两台计算机之间的数据传输能够很好的利用这些高速协议。另外，在目前普及的计算机上使用以上提到的各个协议的接口在计算机硬件组成中主要负责的功能不一样，作为最普及的外设、即插即用的接口中USB接口已经占据了主要地位，并且，随着计算机的更新换代，USB3.0接口已经普及，近期又推出了 USB3.1接口协议，将传输速率从3.0版本的5Gbps提升到3.1版本的lOGbps，USB接口传输速率上又得到了质的飞跃。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于USB的高速数据传输设备，该数据传输设备利用已经广泛普及的USB接口及其高速的传输速率实现一种高速的计算机间数据传输，使得用户在不需要经过额外的移动存储介质的情况下直接在计算机间快速备份以及分享大容量的数据。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种上述基于USB的高速数据传输设备的数据传送方法。
[0005]本发明的第一目的通过下述技术方案实现:一种基于USB的高速数据传输设备，包括带有USB接口的第一微控制器和第二微控制器，所述第一微控制器和第二微控制器上分别设置有GPIF接口，所述第一微控制器和所述第二微控制器之间通过GPIF接口连接，所述第一微控制器和第二微控制器通过其上的USB接口分别与需要进行数据交换且带有设备驱动的两台计算机连接；所述第一微控制器和第二微控制器中均包括一个缓存器。
[0006]优选的，所述第一微控制器和第二微控制器均为CYUSB3014芯片。
[0007]优选的，所述与第一控制器的GPIF接口和第二控制器的GPIF接口通过控制数据传输线进行连接。
[0008]优选的，所述两台计算机、第一微控制器和第二微控制器上的USB接口均为USB3.1接口协议。
[0009]本发明的第二目的通过下述技术方案实现:一种基于USB的高速数据传输设备的数据传输方法，包括以下步骤:
[0010](I)发送方计算机和接收方计算机通过其上的USB接口分别与数据传输设备的第一微控制器和第二微控制器的USB接口连接；
[0011](2)发送方计算机和接收方计算机通过数据传输设备连接后，双方计算机操作系统给数据传输设备加载设备驱动，驱动加载完成后自动交换双方计算机系统信息；同时第一微控制器和第二微控制器加载自身的驱动，将第一微控制器和第二微控制器的设备信息传递给分别与它们连接的计算机，以识别数据传输设备和对方计算机；
[0012](3)识别到对方计算机后，在双方计算机分别设置读写权限；
[0013](4)双方计算机通过分别获取对方计算机内的存储设备信息；
[0014](5)接收方计算机先通过数据传输设备向发送方计算机请求发送数据，发送方计算机通过数据传输设备接收到接收方计算机的发送数据请求后，检测接收方计算机是否符合权限要求；
[0015]若是，则发送方计算机将要传送的数据通过USB接口传送给第一微控制器的数据缓冲区，当缓冲区内有数据时，第一微控制器通过与第二微控制器连接的GPIF接口将数据传送给第二微控制器的数据缓冲区，当第二数据检测到缓冲区有数据时，将数据传输给接收方计算机；
[0016]若否，则拒绝发送数据请求。
[0017]优选的，所述步骤(4)中两台计算机用户界面上分别以图形目录树的方式构建出对方计算的存储设备信息。
[0018]优选的，所述第一微控制器和第二微控制器中数据缓冲区的大小为128KB。
[0019]优选的，所述第一微控制器和第二微控制器的设备信息包括设备ID、设备描述、版本号、设备类型、设备名称和设备生产商。
[0020]本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0021 ] ( I)本发明数据传输设备以已经在个人电脑上普及使用的USB接口为数据传输接口，能直接将数据在两台个人电脑上进行高速传输，有效利用USB接口高速传输协议，使得用户在不需要经过额外的移动存储介质的情况下直接在计算机间快速备份以及分享大容量的数据。相对与目前的两台个人电脑数据备份/分享的方式，大大节省传输时间。另外本发明数据传输设备的两个微控制器之间使用GPIF自定义配置接口进行直接连接，两个微控制器之间在进行数据中转时不需要经过第三方硬件，底层硬件结构中两个微控制器直接通过微控制器的可编程接口 GPIF相连接，构成数据传输通道，所需额外支援芯片少，在节省成本的同时，又使准确率和传输速率都得到进一步保证。
[0022](2)本发明数据传输设备组成结构非常简单，以数据线的形式将两台计算机连接，不需要额外供电电源，有携带方便的优点。
[0023](3)本发明数据传输设备所应用的USB协议具有向下兼容的特点，即使在个人电脑只配置有较低版本的USB接口时，本设备依然可以使用，有很好的兼容性。并且在数据传输设备结构保持不变的情况下，支持USB版本升级，更换支持更高版本的USB接口协议，从而得到更高的传输速率。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是本发明数据传输设备组成框图。
[0025]图2是本发明数据传输方法流程图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0027]实施例
[0028]如图1所示，本实施例公开了一种基于USB的高速数据传输设备，包括带有USB接口的第一微控制器和第二微控制器，第一微控制器和第二微控制器上分别设置有GPIF接口，第一控制器的GPIF接口和第二控制器的GPIF接口通过控制数据传输线进行连接，第一微控制器和第二微控制器通过其上的USB接口分别与需要进行数据交换且带有设备驱动的两台计算机连接；第一微控制器和第二微控制器中均包括一个缓存器。在本实施例中缓存器的大小为128KB。其中两台计算机上都包含有用户操作界面，用户通过计算机的用户操作界面对计算机的数据进行相关操作。
[0029]在本实施例中第一微控制器和第二微控制器均为CYUSB3014芯片，当然本实施例中也可以采用Cypress公司生产的其他支持USB3.0或者更高的USB版本的微控制器。第一微控制器和第二微控制器上的USB接口均为USB3.1接口协议。当然本实施例中第一微控制器和第二微控制器上的USB接口也可以为其它接口协议，在数据传输设备结构保持不变的情况下，支持USB版本升级，更换支持更高版本的USB接口协议。
[0030]如图2所示，本实施例还公开了一种基于USB的高速数据传输设备的数据传输方法，包括以下步骤:
[0031](I)发送方计算机和接收方计算机通过其上的USB接口分别与数据传输设备的第一微控制器和第二微控制器的USB接口连接；
[0032](2)发送方计算机和接收方计算机通过数据传输设备连接后，双方计算机操作系统给数据传输设备加载设备驱动，驱动加载完成后自动交换双方计算机系统信息；同时第一微控制器和第二微控制器加载自身的驱动，通过驱动将第一微控制器和第二微控制器的设备信息传递给分别与它们连接的计算机，以识别数据传输设备和对方计算机。其中第一微控制器和第二微控制器设备信息包括第一微控制器和第二微控制器的设备ID、设备描述、版本号、设备类型、设备名称和设备生产商等信息。
[0033](3)识别到对方计算机后，在双方计算机分别设置读写权限；
[0034](4)双方计算机通过其上的设备驱动获取到对方计算机内的存储设备信息；并且计算机用户界面上分别以图形目录树的方式构建出对方计算的存储设备信息。
[0035](5)接收方计算机先通过数据传输设备向发送方计算机请求发送数据，发送方计算机通过数据传输设备接收到接收方计算机的发送数据请求后，检测接收方计算机是否符合权限要求；[0036]若是，则发送方计算机将要传送的数据通过USB接口传送给第一微控制器的数据缓冲区，当缓冲区内有数据时，第一微控制器通过与第二微控制器连接的GPIF接口将数据传送给第二微控制器的数据缓冲区，当第二数据检测到缓冲区有数据时，将数据传输给接收方计算机；
[0037]若否，则拒绝发送数据请求。
[0038]本实施例数据传输过程的层次结构自底层到顶层依次包括:设备物理层、设备驱动层和用户界面层，其中，设备物理层为组成设备的硬件系统，包括第一微控制器和第二微控制器；设备驱动层包括两个部分:微控制器上的驱动以及个人电脑上的对于外设设备的设备驱动，其中微控器上的驱动是建立与计算机通信的基础，通过此驱动完成设备信息的传递配置，之后才能完成计算机之间的数据传输。两台计算机之间通过用户界面层进行数据/信息交互拥有图形界面，由设备驱动层和设备硬件层完成数据传输。数据传输的过程，在系统层次上总体反映为:用户界面层_>驱动层_>设备物理层_>驱动层_>用户界面层。
[0039]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于USB的 高速数据传输设备，其特征在于，包括带有USB接口的第一微控制器和第二微控制器，所述第一微控制器和第二微控制器上分别设置有GPIF接口，所述第一微控制器和所述第二微控制器之间通过GPIF接口连接，所述第一微控制器和第二微控制器通过其上的USB接口分别与需要进行数据交换且带有设备驱动的两台计算机连接；所述第一微控制器和第二微控制器中均包括一个缓存器。
2.根据权利要求1所述的基于USB的高速数据传输设备，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器均为CYUSB3014芯片。
3.根据权利要求1所述的基于USB的高速数据传输设备，其特征在于，所述与第一控制器的GPIF接口和第二控制器的GPIF接口通过控制数据传输线进行连接。
4.根据权利要求1所述的基于USB的高速数据传输设备，其特征在于，所述两台计算机、第一微控制器和第二微控制器上的USB接口均为USB3.1接口协议。
5.—种基于权利要求1至3中任一项所述的基于USB的高速数据传输设备的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)发送方计算机和接收方计算机通过其上的USB接口分别与数据传输设备的第一微控制器和第二微控制器的USB接口连接； (2)发送方计算机和接收方计算机通过数据传输设备连接后，双方计算机操作系统给数据传输设备加载设备驱动，驱动加载完成后自动交换双方计算机系统信息；同时第一微控制器和第二微控制器加载自身的驱动，将第一微控制器和第二微控制器的设备信息传递给分别与它们连接的计算机，以识别数据传输设备和对方计算机； (3)识别到对方计算机后，在双方计算机分别设置读写权限； (4)双方计算机通过分别获取对方计算机内的存储设备信息； (5)接收方计算机先通过数据传输设备向发送方计算机请求发送数据，发送方计算机通过数据传输设备接收到接收方计算机的发送数据请求后，检测接收方计算机是否符合权限要求； 若是，则发送方计算机将要传送的数据通过USB接口传送给第一微控制器的数据缓冲区，当缓冲区内有数据时，第一微控制器通过与第二微控制器连接的GPIF接口将数据传送给第二微控制器的数据缓冲区，当第二数据检测到缓冲区有数据时，将数据传输给接收方计算机； 若否，则拒绝发送数据请求。
6.根据权利要求5所述的基于USB的高速数据传输设备的数据传输方法，其特征在于，所述步骤(4)中两台计算机用户界面上分别以图形目录树的方式构建出对方计算的存储设备信息。
7.根据权利要求5所述的基于USB的高速数据传输设备的数据传输方法，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器中数据缓冲区的大小为128KB。
8.根据权利要求5所述的基于USB的高速数据传输设备的数据传输方法，其特征在于，所述第一微控制器和第二微控制器的设备信息包括设备ID、设备描述、版本号、设备类型、设备名称和设备生产商。
【文档编号】G06F13/38GK103902491SQ201410117622
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】周飞, 欧阳亚, 冯久超 申请人:华南理工大学