DSPUSB数据传输系统设计.docVIP

基于DSP 的USB数据传输系统设计 摘　要:数字信号处理器(DSP) 在高速运算上有着不可比拟的优势,但数字信号处理的数据量庞大,需要一种非常方便、快捷的接口实现与计算机的数据传输。在CT 图像重建系统设计中,提出一种基于DSP 和USB 的高速数据传输方案,该方案采用CYPRESS 的CY7C68001 作为USB 收发控制芯片,并使用TI 的高性能DSP 芯片TMS320C5416 作为微处理器控制芯片,利用两者的速度优势,通过C 语言编写通信程序,实现了DSP 与PC 机之间的高速数据传输,从而使得大量图像数据能够快速、实时的存储、处理。 关键词:CT 图像重建;DSP ;USB ;数据传输 0 　引　言 由于DSP 芯片的不断发展,以及它处理数据速度快、处理数据量大的优势,已经广泛应用到数字信号处理的许多领域。在CT 图像重建系统中,DSP 处理的数据需要上传到PC 机进行存储、显示或进行数据分析等,这就产生了PC 机和DSP 的数据传输问题。USB总线具有传输速度高,以及即插即用等特点,得到越来越广泛的应用,利用USB 总线实现DSP 和PC 机的通信,从而解决图像信号的实时传输问题。Cypress 公司生产的CY7C68001 通用USB 2. 0 接口控制器是基于 应用层编程的接口器件,使用简单,开发方便。在此, 以TMS320C5416 为例, 讨论如何使用CY7C68001 对TMS32OC5416 进行USB 接口设计,实现DSP 和PC 机通信,将DSP 处理过的图像信号实时传到计算机中。 1 　DSP 与USB接口的硬件设计 TMS320C5416 是TI 的高性能32 位定点DSP ,内核采用超长指令字(VL IW) 体系结构,有8 个功能单元、64 个32 b 通用寄存器。一个时钟周期同时执行8 条指令,主频可达1 GHz ,处理性能高达8 000 MIPS ,支持8/ 16/ 32/ 64 b 的数据类型。CY7C68001 用来连接微处理器或DSP 的DMA 从装置,内部不含微处理器;支持高速(480 Mb/ s) 或全速(12 Mb/ s) USB 数据传输;提供USB 2. 0 协议要求的全部4 种传输方式(控制传输、中断传输、批量传输和同步传输) ,可以满足用户对各种类型数据传输的需求。 1. 1 　接口的硬件设计 在该设计方案中, CY7C68001 通过EMIFB 与TMS320C5416 进行异步通信,各个引脚的连接如图1所示。DSP 控制CY7C68001 完成DSP 与PC 之间的异步通信。CY7C68001 的相关引脚在接口中的作用:IN T :表明CY7C68001 有数据将要被读出,或者有中断事件发生; READY: 通知TMS320C5416 可以对CY7C68001 进行读写; FLA GA , FLA GB , FLA GC : 反应由FAIFOADR[2 :0 ]选择的FIFO 的状态; FLA GD :为片选信号; SLOE 为CY7C68001 驱动数据总线;SL RD :并口读有效信号,在SL RD 有效且同步通信时,FIFO 指针在每个IFCL K的上升沿递增; PKTEND :总是高电平,将当前的缓冲区提交给USB ; FD[ 15 :0 ] :数据总线; FIFO [ 2 : 0 ] : 提供与TMS320C5416 接口的FIFO 地址选择。 图1 　TMS320C5416 与CY7C68001 接口 1. 2 　接口的访问 CY7C68001 提供给DSP 两种软件接口: (1) 命令接口:用来访问CY7C68001 寄存器、End2point0 缓冲器及描述表; (2) FIFO 数据接口:用来访问4 个1 KB 的FIFO中的数据。通过编程直接作为FIFO 分配给EP2 ,EP4 ,EP6 ,EP8 。这两个外部接口均可以通过同步或异步方式进行访问 。在此均采用异步的方式进行访问,命令口的命令字如下: 在表1 中,A/ D 用于地址/ 数据的选择,当其为0时,表示本操作为数据读或写;当其为1 时,表示本操作为地址写。R/ W 用于读/ 写操作的选择,当其为0 时,进行写,当其为1 时,进行读。A[ 5 :0 ]用于地址/ 数据的选择,当Bit7 = 0时,D[ 3 :0 ]为数据半字节;D[ 5 :4 ]为未用,命令字为8 位,故命令字数据分二次读出或写入;当Bit7 = 1 时,D[ 5 :0 ]包含将要寻址的命令寄存器地址 。 2 　USB软件设计 USB 的软件设计包括三方面 :固件设计、驱动程序设计和主机端应用程序设计。 2. 1 　固件设计 所有基于微控制器及外围电路功能设备的正常工作都离不开固件的参与,固件的作用就是辅助硬件工作。