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基于DSP的USB 接口設計方案

作者: 時間:2014-02-23 來源:網絡 收藏

  本文介紹了一種基于 設計方案,分別從的硬件設計、操作原理、軟件設計流程以及中斷服務程序設計要點等方面進行闡述,并利用Cypress 公司提供的2.0 接口芯片CY7C68001 實現(xiàn)了2.0 從機接口設計,通過硬件平臺的搭建和軟件程序設計,實現(xiàn)了PC 機與 之間高速雙向地傳輸數(shù)據。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/241698.htm

  1 引言

  近年來,隨著數(shù)字信號技術的發(fā)展,需要處理的數(shù)據量越來越大,處理的速度也越來越快,因此具有高速性能 芯片的應用得到了廣泛重視。而通過DSP 處理的數(shù)據往往要傳輸給PC 機進行存儲和再處理,那么就必須解決DSP 與 PC 機之間的高速通信問題。本設計方案以德州儀器(TI)的C5000 系列DSP 芯片TMS320VC5416為微處理器,利用Cypress公司提供的USB2.0接口芯片CY7C68001 實現(xiàn)了USB2.0 從機接口設計,從而使PC機與DSP 通過USB2.0 接口實現(xiàn)高速雙向地傳輸數(shù)據。

  2 TMS320VC5416 與CY7C68001 EZUSBSX2硬件接口設計

  系統(tǒng)方案采用PC機作為上位機,負責USB總線上檢測到設備接入并進行枚舉、識別的過程,并且可以通過在PC機上運行應用程序來控制數(shù)據的傳輸。USB芯片作為USB設備端,連接DSP與上位機的數(shù)據交換。DSP用于實現(xiàn)USB協(xié)議,通過DSP編程實現(xiàn)DSP數(shù)據通過USB接口與PC機通信,且USB芯片的描述符寫入及各種命令狀態(tài)的處理均通過DSP編程實現(xiàn)。

  TMS320VC5416 是TI 的一款16bit 定點高性能DSP,由于VC5416的功耗低、性能高,其分開的指令和數(shù)據空間使該芯片具有高度的并行操作能力,在單周期內允許指令和數(shù)據同時存取,再加上高度優(yōu)化的指令集,使得該芯片具有很高的運算速度,同時該芯片本身具有豐富的片內存儲器資源以及多種片上外設,因此在工程界得到了廣泛的應用。

  Cypress 公司的CY7C68001 EZ-USB SX2 是一款高性能、使用方便的USB2.0 接口芯片,滿足USB2.0 協(xié)議,可工作在高速(480Mbps)或全速(12Mbps)模式下,提供一個控制端點用于處理USB設備的請求以及四個可配置端點用于傳輸控制和數(shù)據信號,這四個端點共享一個4KB的FIFO空間,具備標準的8位或16位外部主機接口,可無縫連接多種標準微處理器,比方說DSP、ASIC和FPGA等,并可根據需求設置為同步或異步接口,片內集成鎖相環(huán)(PLL),該芯片廣泛應用于DSL調制解調器、MP3、讀卡器、數(shù)碼照機、掃描儀、打印機等設備。

  系統(tǒng)的硬件接口設計如圖1、圖2所示,兩者通過數(shù)據、地址總線以及讀、寫信號線等進行通信,CY7C68001的片選信號連接至TMS320VC5416 的I/O空間片選信號上,CY7C68001 的FIFO擴展在VC5416 的I/O 空間上。

  電源部分采用一片1117 將5V 轉為3.3V供給CY7C68001EZ-USB SX2,模擬地與數(shù)字地之間采用磁珠連接,復位部分采用RC電路設計,且芯片資料上介紹有典型值100KΩ和0.1μF。  3 接口操作原理

  CY7C68001 有兩個外部接口:

  (1) 命令接口:用來訪問CY7C68001 寄存器、Endpoint 0緩沖器,以及描述表。

  (2) FIFO數(shù)據接口:用來訪問4個1K字節(jié)的FIFO中的數(shù)據。

  這兩個外部接口均可以通過同步或異步的方式進行訪問。

  本設計采用異步的方式進行訪問。根據圖3 的地址分配,利用TMS320VC5416 的三根高位地址線(A11、A12、A13)連接CY7C68001 的FIFOAD0/1/2,用以選擇FIFO2、FIFO4、FIFO6、FIFO8以及命令接口,其地址表如圖3所示。CY7C68001的地址線FIFOADR[2:0]為100B 時,選中CY7C68001 的命令口(Command)。通過CY7C68001的命令口,可以訪問37個寄存器、Endpoint 0緩沖器(64個字節(jié)FIFO)和描述表(500個字節(jié)FIFO)等,對這些寄存器進行讀寫方式采用二次尋址方式,即首先通過命令口將要尋址的寄存器的子地址和操作類型(讀或寫)寫入,然后再通過命令口將數(shù)據讀出或寫入相應的寄存器。

  寫入命令口的內容稱為命令字,命令字包含要尋址的寄存器的子地址,或要寫入寄存器的數(shù)據的高4位或低4位。讀命令口必須要跟在給命令口寫讀命令字之后,讀出的為相應寄存器的8位數(shù)據。所以,寄存器的寫操作由3 個步驟組成:

  4 USB 接口的軟件設計

  USB接口的軟件設計由兩部分組成:一是在PC機Windows中運行USB 2.0 Utility 工具,是一個Windows 圖形用戶界面軟件,提供CY7C68001 與Windows 操作系統(tǒng)的接口程序,使得CY7C68001的開發(fā)變得簡單。二是在在DSP中運行嵌入式應用程序代碼,提供硬件的驅動,用來管理CY7C68001進行不同方式的數(shù)據處理,從而實現(xiàn)USB2.0 傳輸協(xié)議。


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關鍵詞: DSP USB 接口

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