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基于DSP平台的USB接口设计

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

  摘要:DSP的高速运算性能使它在数字信号的处理上有着独一无二的优势,但是通常数字信号的数据量非常庞大,需要一种非常方便、高速的接口来实现与PC机的接插。本文给出一种基于DSP平台的低成本高速USB接口方案。它采用Philips公司的PDIUSBD12接口芯片,实现DSP图像采集系统与PC机的高速数据传输。最后作出的接口,其数据传输速率达580KB/s以上,效果很好。
  关键词:USBDSPPDIUSBD12图像传输接口设计
  
  引言
  
  USB接口(UniversalSerialBus)是一种通用的高速串行接口。它最主要的特点是它的高速传输特性。USB1.1理论速度极限可以达到12Mb/s,USB2.0可达到480Mb/s。这样,它可以很好解决大数据量的数据在嵌入式系统与PC机之间的互传问题;同时,它支持热插拔,并且最多同时支持127个外设,非常适合嵌入式系统的应用。
  
  本次设计是在一个已有的DSP图像采集嵌入式系统的基础上,为它配接上一个USB1.1的接口,以达到DSP图像采集系统高速地将图像数据回传到PC机中的目的。设计的要求主要有:
  
  ①在原有平台提供的接口基础上,加入一个低成本、高速度的USB接口;
  
  ②通过USB接口,实现PC机对DSP图像采集系统的操作与控制;
  
  ③实现图像数据在DSP摄像系统与PC机之间高速的双向传输。
  
  基于以上几点可以看出,本方案最主要的特点是成本低廉且传输速度高。
  
  1硬件方案选择与设计
  
  1.1方案选择
  
  对于基于DSP平台的USB接口设计,经过综合考虑了几种方案之后决定,采用一个不带MCU内核的USB接口芯片PDIUSBD12(成本非常低,一片PDIUSBD12的价格仅为20元),再加上简单的外围电路和时序调整电路。
  
  这种芯片仅仅完成USB底层的数据链路级交换,并提供给本地微控制器一个并行的接口,但是它并不完成协议层的工作。协议层的工作需要对微控制器编程,控制USB接口芯片来实现USB协议。所以,开发难度相对来说大一些,要做的编程工作也多一点。但是这套方案的成本非常低,而且由于直接用DSP作为微控制器,没有原单片机的瓶颈限制,所以可以实现很高的数据传输速率。该系统的原理框图如图1所示。
  
  由于PDIUSBD12的并行接口时序较慢,只能达到2MB/s。这个速度相对于DSP来说比较低,而且有些地方不是简单地在程序中加入延时就可以调整,所以需要一个时序调整电路来完成它们之间的配合。
  
  图2TMS320C2XX写时序
  
  1.2PDIUSBD12芯片
  
  PDIUSBD12芯片是由Philips公司推出的一种USB1.1接口芯片。它可以工作在5V或者3.3V的工作电压下;具有8位数据总线,且有完全自治的DMA传输操作。它还具有可控制的软件连接(SoftConnect)功能,可以保证在微控制器可靠完成初始化之后再连接上USB总线。另外,它还有一个LED驱动脚,可以外接LED来监测USB的枚举过程和数据传输过程。当USB接口枚举完成,并且成功配置以后,LED将会一直点亮;而在枚举过程以及USB数

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