基于DSP的USB技術(shù)在圖像傳輸中的應用

　　0 引言

　　當前，數字信號處理器(DSP)芯片以其強大的運算能力不僅在通信、電子、圖像處理領(lǐng)域得到了廣泛的應用，同時(shí)在醫療，生物等新興領(lǐng)域也有相應的應用?；贒SP的多功能滴定儀器主要是用于糧食質(zhì)量的無(wú)公害檢測，在該項目中， 需要設計一個(gè)圖像采集和處理的DSP子系統， 該DSP子系統主要完成RAW格式圖像數據的采集和相關(guān)的處理， 處理后的圖像數據的顯示和更進(jìn)一步的處理及判別需要由PC機來(lái)完成，同時(shí)Pc機處理后的結果還需要返回給DSP。由于DSP端需要傳給Pc的圖像數據是不需要經(jīng)任何壓縮的RAw格式，而RAW格式的圖像數據與壓縮過(guò)的圖象數據(如JPEG等)相比，數據量比較大，這樣就需要設計一個(gè)高速接口來(lái)完成DSP與主機之間的大容量數據交互。由于USB接口具有熱插拔，速度快等特點(diǎn)，因此在該項目中選擇了USB作為DSP和Pc機之間的接口方式。結合整個(gè)系統的需要，設計了TMS320DM642芯片和CYPERSS公司的USB接口控制芯片CY7C68013相連接，可使PC機通過(guò)USB2．0接口實(shí)時(shí)地從DSP處獲得RAW格式的圖像數據，從而將DSP從數據傳輸中解放出來(lái)，解決了Pc機與DSP之間的大容量圖像數據的傳輸問(wèn)題。

　　1 硬件連接設計

　　1．1 基本工作流程

　　在本系統中， 多功能滴定儀器的DSP與主機之間的接口主要由3個(gè)部分組成：主機(能夠支持USB2．0協(xié)議的PC機)，USB接口芯片CY7C68013和高速DSP芯片TMS320DM642。

　　其基本工作流程是：當USB設備插入PC時(shí)，PC和USB設備之間會(huì )完成一個(gè)枚舉過(guò)程，PC將設計好的設備驅動(dòng)程序裝載UUSB芯片中。枚舉過(guò)程結束后即可進(jìn)行數據的傳輸， 當PC要從DSP內存空間讀取圖像數據時(shí)， 由于在上電之后，DSP的內存空間中已經(jīng)采集到了一幀圖像數據，因此，它首先啟動(dòng)USB芯片中的接收程序，通過(guò)USB芯片的端口6將固定長(cháng)度的圖像數據依次讀入FIFO，當FIFO中的數據達到一定數量后，USB芯片會(huì )自動(dòng)將數據打包傳送給USB總線(xiàn)，直到傳輸完畢。然后通過(guò)USB芯片的PAl引腳向DSP的EXTINT4發(fā)送中斷信號，DSP芯片在收到中斷信號之后，會(huì )啟動(dòng)相應的中斷程序，進(jìn)行下一幀圖像數據的采集， 為PC下一次讀取圖像數據做好準備，這樣PC就可以動(dòng)態(tài)地控制圖像的讀取速度。

　　當PC有數據要發(fā)送時(shí)，它將數據直接傳給USB芯片，USB芯片收到數據后，按指定的數據長(cháng)度將數據寫(xiě)到發(fā)送端口2的FIFO中，然后自動(dòng)啟動(dòng)內部的GPIF相關(guān)程序，將數據寫(xiě)入DSP相應的內存地址空間， 接下來(lái)USB芯片通過(guò)設置DM642的HPIC寄存器中的DSPINT位(將其置i)，向DM642發(fā)起中斷，通知DM642有數據到。

　　1．2 硬件連接

　　由于DM642的HPI接口是從模式的，因此CY7C68013須以主模式參與連接，這樣我們選擇可編程控制接口GPIF方式與DM642的HPI接口進(jìn)行連接。接口問(wèn)信號線(xiàn)的連接見(jiàn)表1：

　　USB接口芯片通過(guò)GPIF波形描述符的編寫(xiě)來(lái)匹配DM642的HPI接口的讀寫(xiě)時(shí)序，從而能正確地對HPI內部的四個(gè)寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)，成功地實(shí)現對HPI口的操作。從FX2L P的PA口選取PA[7：6]連接HCN TL[1：0]， 實(shí)現對HPI寄存器操作的選擇，見(jiàn)表2：

　　表2 HPI寄存器的選擇與功能除了以上兩個(gè)接口間主要的信號線(xiàn)連接外，還有以下幾點(diǎn)需要說(shuō)明：

　　接口芯片CY7C68013的SCL和SDA兩個(gè)管腳應該上拉，DM642的HAS#管腳應上拉和HD5管腳應下拉。