USB控制器芯片及其在圖像采集中的應用

（2）串行接口引擎(SIE)

SIE通過(guò)包排序、信號產(chǎn)生/檢測、CRC產(chǎn)生/校驗、NRZI數據編碼、位填充和包標識產(chǎn)生/解碼來(lái)處理USB通信協(xié)議，并保證傳送到USB電纜上的數據字節以L(fǎng)SB開(kāi)頭。

（3）微控制及片上RAM

CYPRESS2131使用增強型8051，具有以下特點(diǎn)：

（1）使用3.3V電源；

（2）24MHz晶振，一個(gè)總線(xiàn)周期僅用4個(gè)時(shí)鐘周期；

（3）使用雙數據指針；

（4）增加了異步串口UART2和16位定時(shí)器T2；

（5）高速內存接口及專(zhuān)用16位地址總線(xiàn)；

（6）增加了8個(gè)中斷（INT2～INT5、PFI、T2及UART2）；

（7）快速外部存儲存取模式（使用AutoPoint）；

（8）支持斷點(diǎn)功能。

CYPRESS2131 上用的片內內存（RAM）為8KB，但是為了便于外設固件的升級與更新，該8KB RAM既可用于傳統意義上的ROM，又可用于RAM。其中的6KB用于程序存儲與數據存儲，其他2KB用于端點(diǎn)緩沖區。CYPRESS2131使用16個(gè)端：8個(gè)批量傳輸端點(diǎn)（IN、OUT各8個(gè)）、8個(gè)等時(shí)傳輸端點(diǎn)（IN、OUT各8個(gè)），每個(gè)端點(diǎn)的緩沖區為64Byte。每個(gè)端點(diǎn)均個(gè)有字節計數器及重新發(fā)送和接收當數據組的能力。該8KB RAM需通過(guò)命令MOVX進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。

另外，為了便于實(shí)現總線(xiàn)列舉和國外部功能芯片相通信，CYPRESS2131還支持I2C總線(xiàn)。

三、CYPRESS2131在圖像采集中的應用

1.圖像采集系統的硬件實(shí)現

在圖像采集系統中，使用OV6120作為圖像采集芯片。OV6120是OmniVision公司開(kāi)發(fā)的COMS黑白圖像采集芯片。該芯片將COMS光感應核與外圍支持電路集成在一起，輸出的視頻為黑白圖像，與CCIR標準兼容；也可輸出單幀圖像，為YUV格式，從其D7：0輸出Y信號。這里使用YUV方式。

在整個(gè)圖像采集系統中，CYPRESS2131主要有三方面的作用：作為USB芯片與主機通信并傳輸數據；利用其片上增強型8051作為控制器使OV6120正常工作；通過(guò)其I2C總線(xiàn)對OV6120的對比度、亮度、銳度等各項參數進(jìn)行設置。其具體工作過(guò)程為：SUB芯片上電復位后，CYPRESS2131按照USB規范應答，提供設備標識，USB進(jìn)行二次總線(xiàn)列舉，加載對應驅動(dòng)程序，并將控制權轉交給8051。8051通過(guò)I2C總線(xiàn)對OV6120各項參數進(jìn)行設置。 8051發(fā)出幀采集指令（通過(guò)OV6120的FREX）后進(jìn)行圖像采集，并同數據轉移信號PCLK、行頻HSYNC及場(chǎng)頻VSYNC（后兩個(gè)信號，圖3中未標出）一起傳給8051。8051將所得的數據信號轉儲到SRAM中，當一幀數據采集完后，再將SRAM中數據通過(guò)USB總線(xiàn)傳至PC。 CYPRESS2131在訪(fǎng)問(wèn)外部RAM時(shí)，通過(guò)FWR與FRD使之成為快速讀寫(xiě)模式。使用標準12MHz晶振的情況下，讀或寫(xiě)外部RAM一個(gè)字節只需使用333ns。