基于dsp平臺的usb接口設計

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1、基于DSP平臺的USB接口設計摘要:DSP的高速運算性能使它在數(shù)字信號的處理上有著獨一無二的優(yōu)勢,但是通常數(shù)字信號的數(shù)據(jù)量非常龐大,需要一種非常方便、高速的接口來實現(xiàn)與PC機的接插。本文給出一種基于DSP平臺的低成本高速USB接口方案。它采用Philips公司的PDIUSBD12接口芯片,實現(xiàn)DSP圖像采集系統(tǒng)與PC機的高速數(shù)據(jù)傳輸。最后作出的接口,其數(shù)據(jù)傳輸速率達580KB/s以上,效果很好。引言USB接口(UniversalSerialBus)是一種通用的高速串行接口。它最主要的特點是它的高速傳輸特性。USB1.1理論速度極限可以達到12Mb/s,USB2

2、.0可達到480Mb/s。這樣,它可以很好解決大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)在嵌入式系統(tǒng)與PC機之間的互傳問題;同時,它支持熱插拔,并且最多同時支持127個外設,非常適合嵌入式系統(tǒng)的應用。本次設計是在一個已有的DSP圖像采集嵌入式系統(tǒng)的基礎上,為它配接上一個USB1.1的接口,以達到DSP圖像采集系統(tǒng)高速地將圖像數(shù)據(jù)回傳到PC機中的目的。設計的要求主要有:①在原有平臺提供的接口基礎上,加入一個低成本、高速度的USB接口;②通過USB接口,實現(xiàn)PC機對DSP圖像采集系統(tǒng)的操作與控制;③實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)在DSP攝像系統(tǒng)與PC機之間高速的雙向傳輸?;谝陨蠋c可以看出,本方案最主要的特

3、點是成本低廉且傳輸速度高。1硬件方案選擇與設計1.1方案選擇對于基于DSP平臺的USB接口設計,經(jīng)過綜合考慮了幾種方案之后決定,采用一個不帶MCU內(nèi)核的USB接口芯片PDIUSBD12(成本非常低,一片PDIUSBD12的價格僅為20元),再加上簡單的外圍電路和時序調(diào)整電路。這種芯片僅僅完成USB底層的數(shù)據(jù)鏈路級交換,并提供給本地微控制器一個并行的接口,但是它并不完成協(xié)議層的工作。協(xié)議層的工作需要對微控制器編程,控制USB接口芯片來實現(xiàn)USB協(xié)議。所以,開發(fā)難度相對來說大一些,要做的編程工作也多一點。但是這套方案的成本非常低,而且由于直接用DSP作為微控制器,

4、沒有原單片機的瓶頸限制,所以可以實現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。該系統(tǒng)的原理框圖如圖1所示。由于PDIUSBD12的并行接口時序較慢,只能達到2MB/s。這個速度相對于DSP來說比較低,而且有些地方不是簡單地在程序中加入延時就可以調(diào)整,所以需要一個時序調(diào)整電路來完成它們之間的配合。圖2TMS320C2XX寫時序1.2PDIUSBD12芯片PDIUSBD12芯片是由Philips公司推出的一種USB1.1接口芯片。它可以工作在5V或者3.3V的工作電壓下;具有8位數(shù)據(jù)總線,且有完全自治的DMA傳輸操作。它還具有可控制的軟件連接(SoftConnect)功能,可以保證在微

5、控制器可靠完成初始化之后再連接上USB總線。另外,它還有一個LED驅(qū)動腳,可以外接LED來監(jiān)測USB的枚舉過程和數(shù)據(jù)傳輸過程。當USB接口枚舉完成,并且成功配置以后,LED將會一直點亮;而在枚舉過程以及USB數(shù)據(jù)通信過程中,LED只是有節(jié)奏地閃爍。PDIUSBD12只占用微控制器的兩個地址資源。也就是說,它只有一根地址線。其中一個地址用來向芯片中寫命令,另外一個地址用來向燕片中寫數(shù)據(jù)或者從芯片中讀取數(shù)據(jù)。PDIUSBD12一共有三組端點:端點0完成控制傳輸;端點1可以配置成中斷傳輸;端點2是主要的數(shù)據(jù)傳輸端點。它有64B的緩沖區(qū),如果加上它的雙緩沖機制,就有1

6、28B的緩沖區(qū);它可以配置成批量傳輸模式,或者同步傳輸模式??偟膩碚f,PDIUSBD12是一款性能優(yōu)異,價格相對軟低的USB接口芯片。1.3時序芯片為了降低成本、簡化電路,本方案不使用DMA傳輸方式,而以TI公司的TMS320C2XX作為微控制器(使用20MHz晶振)。它的并口速度非常高,遠遠高于PDIUSBD12所要求的最高限制2MB/s。此處是硬件設計最關(guān)鍵的地方。

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