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基于DSP的USB技術在圖像傳輸中的應用

作者: 時間:2013-08-06 來源:網絡 收藏

  0 引言

  當前,數(shù)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、圖像處理領域得到了廣泛的應用,同時在醫(yī)療,生物等新興領域也有相應的應用?;贒SP的多功能滴定儀器主要是用于糧食質量的無公害檢測,在該項目中, 需要設計一個圖像采集和處理的DSP子系統(tǒng), 該DSP子系統(tǒng)主要完成RAW格式圖像數(shù)據(jù)的采集和相關的處理, 處理后的圖像數(shù)據(jù)的顯示和更進一步的處理及判別需要由PC機來完成,同時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(shù)據(jù)是不需要經任何壓縮的RAw格式,而RAW格式的圖像數(shù)據(jù)與壓縮過的圖象數(shù)據(jù)(如JPEG等)相比,數(shù)據(jù)量比較大,這樣就需要設計一個高速接口來完成DSP與主機之間的大容量數(shù)據(jù)交互。由于USB接口具有熱插拔,速度快等特點,因此在該項目中選擇了USB作為DSP和Pc機之間的接口方式。結合整個系統(tǒng)的需要,設計了TMS320DM642芯片和CYPERSS公司的USB接口控制芯片相連接,可使PC機通過USB2.0接口實時地從DSP處獲得RAW格式的圖像數(shù)據(jù),從而將DSP從數(shù)據(jù)傳輸中解放出來,解決了Pc機與DSP之間的大容量圖像數(shù)據(jù)的傳輸問題。

  1 硬件連接設計

  1.1 基本工作流程

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

  其基本工作流程是:當USB設備插入PC時,PC和USB設備之間會完成一個枚舉過程,PC將設計好的設備驅動程序裝載UUSB芯片中。枚舉過程結束后即可進行數(shù)據(jù)的傳輸, 當PC要從DSP內存空間讀取圖像數(shù)據(jù)時, 由于在上電之后,DSP的內存空間中已經采集到了一幀圖像數(shù)據(jù),因此,它首先啟動USB芯片中的接收程序,通過USB芯片的端口6將固定長度的圖像數(shù)據(jù)依次讀入FIFO,當FIFO中的數(shù)據(jù)達到一定數(shù)量后,USB芯片會自動將數(shù)據(jù)打包傳送給USB總線,直到傳輸完畢。然后通過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,會啟動相應的中斷程序,進行下一幀圖像數(shù)據(jù)的采集, 為PC下一次讀取圖像數(shù)據(jù)做好準備,這樣PC就可以動態(tài)地控制圖像的讀取速度。

  當PC有數(shù)據(jù)要發(fā)送時,它將數(shù)據(jù)直接傳給USB芯片,USB芯片收到數(shù)據(jù)后,按指定的數(shù)據(jù)長度將數(shù)據(jù)寫到發(fā)送端口2的FIFO中,然后自動啟動內部的GPIF相關程序,將數(shù)據(jù)寫入DSP相應的內存地址空間, 接下來USB芯片通過設置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(shù)據(jù)到。

  1.2 硬件連接

  由于DM642的HPI接口是從模式的,因此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接口進行連接。接口問信號線的連接見表1:

接口問信號線的連接

接口問信號線的連接

  USB接口芯片通過GPIF波形描述符的編寫來匹配DM642的HPI接口的讀寫時序,從而能正確地對HPI內部的四個寄存器進行讀寫,成功地實現(xiàn)對HPI口的操作。從FX2L P的PA口選取PA[7:6]連接HCN TL[1:0], 實現(xiàn)對HPI寄存器操作的選擇,見表2:

HPI寄存器的選擇與功能

  表2 HPI寄存器的選擇與功能除了以上兩個接口間主要的信號線連接外,還有以下幾點需要說明:

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


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