基于DSP的USB技術(shù)在圖像傳輸中的應(yīng)用

　　0 引言

　　當(dāng)前，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片以其強(qiáng)大的運(yùn)算能力不僅在通信、電子、圖像處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)在醫(yī)療，生物等新興領(lǐng)域也有相應(yīng)的應(yīng)用?；贒SP的多功能滴定儀器主要是用于糧食質(zhì)量的無公害檢測(cè)，在該項(xiàng)目中， 需要設(shè)計(jì)一個(gè)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(guān)的處理， 處理后的圖像數(shù)據(jù)的顯示和更進(jìn)一步的處理及判別需要由PC機(jī)來完成，同時(shí)Pc機(jī)處理后的結(jié)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(jīng)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(shè)計(jì)一個(gè)高速接口來完成DSP與主機(jī)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(diǎn)，因此在該項(xiàng)目中選擇了USB作為DSP和Pc機(jī)之間的接口方式。結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)的需要，設(shè)計(jì)了TMS320DM642芯片和CYPERSS公司的USB接口控制芯片CY7C68013相連接，可使PC機(jī)通過USB2．0接口實(shí)時(shí)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(jī)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(shè)計(jì)

　　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(jī)之間的接口主要由3個(gè)部分組成：主機(jī)(能夠支持USB2．0協(xié)議的PC機(jī))，USB接口芯片CY7C68013和高速DSP芯片TMS320DM642。

　　其基本工作流程是：當(dāng)USB設(shè)備插入PC時(shí)，PC和USB設(shè)備之間會(huì)完成一個(gè)枚舉過程，PC將設(shè)計(jì)好的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序裝載UUSB芯片中。枚舉過程結(jié)束后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸， 當(dāng)PC要從DSP內(nèi)存空間讀取圖像數(shù)據(jù)時(shí)， 由于在上電之后，DSP的內(nèi)存空間中已經(jīng)采集到了一幀圖像數(shù)據(jù)，因此，它首先啟動(dòng)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(dāng)FIFO中的數(shù)據(jù)達(dá)到一定數(shù)量后，USB芯片會(huì)自動(dòng)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(hào)，DSP芯片在收到中斷信號(hào)之后，會(huì)啟動(dòng)相應(yīng)的中斷程序，進(jìn)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(zhǔn)備，這樣PC就可以動(dòng)態(tài)地控制圖像的讀取速度。

　　當(dāng)PC有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，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(dòng)啟動(dòng)內(nèi)部的GPIF相關(guān)程序，將數(shù)據(jù)寫入DSP相應(yīng)的內(nèi)存地址空間， 接下來USB芯片通過設(shè)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。接口問信號(hào)線的連接見表1：

　　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(shí)序，從而能正確地對(duì)HPI內(nèi)部的四個(gè)寄存器進(jìn)行讀寫，成功地實(shí)現(xiàn)對(duì)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(xiàn)對(duì)HPI寄存器操作的選擇，見表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(hào)線連接外，還有以下幾點(diǎn)需要說明：

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