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用EZ-USB实现TMS320C6X与主机数据传输

时间:2015-05-25 16:58:35  来源:  作者:
DSP主要应用于实时和大数据量的信号处理系统,当它与主机进行通信时,数据交换速度和接口的复杂度是系统的一个关键性能指标,因此迫切需要一种能满足高速、简洁要求的通信方式,通用串行总线USB以其高速和内置电源两个特性,对提电感器生产厂家高设备的性能、降低成本和系统小型化具有很大的实际意义,本系统采用高速DSP(TMS320C6713),配合嵌入USB2.0协议的芯片CY7C68013,实现小规模主从式系统中主机与DSP间的高速通信。经实际验证,系统运行可靠,是一种比较好的高速数据传输与处理的解决方案。

1 USB控制芯片

Cypress公司的EZ-USB FX2系列芯片是最早符合USB2.0协议的微控制器之一。它集成了收发器(transceiver)、串行接口引擎(SIE),增强型的8051内贴片电感器核以及可编程的外围接口(GPIF),FX2系列芯片独特的结构使数据传输速度最高可达到56Mbps,最大程度地满足了USB2.0的带宽。

CY7C68013的结构框图如图1所示。

FX2的端点缓冲区分为大小两组:EP0、EP1(IN)、EP1(OUT)是小端点,大小为64字节,只能由CPU来存取,不能由外部逻辑连接;EP2、EP4、EP6、EP8是大的可配置的端点,EP2和EP4默认为OUT端点,EP6和EP8默认为IN端点。FX2为其大端点提供多种缓冲方式,满足了传输中高带宽的要求,传输过程中EZ-USB FX2从IN缓冲区中读取上传到主机的数据,在OUT缓冲区中写入供外部处理器读取的数据。它具备全速(12Mbps)和高速(480Mbps)两种传输速率,并具有USB协议所规定的4种传输模式,即控制传输(control mode)、中断传输(interrupt mode)、块传输(bulk mode)和等时传模压电感器输(isochronous mode)。

2 系统硬件构架

2.1 USB与DSP的硬件连接

系统中选用的数字信号处理器是TI公司发布的C6000浮点系列中的TMS320C6713,其峰值处理速度能达到1350MFLOPS(百万次浮点操作/s)。外设资源包括直接存储器访问控制器(DMA),外部存储器接口(EMIF)、串行口、扩展总线或主机口、定时器等。系统中利用其EMIF口,连接可编程逻辑芯片CPLD来扩展USB控制接口。CY7C68013能非常灵活地实现与DSP或MCU的接口。当其作为主设备时,通用可编程接口(GPIF)具有可编程的波形描述符和配置寄存器,能够轻易地兼容绝大多数总线标准,当其作为从设备时,4KB的大容量FIFO用于数据缓冲,简化了接口的外部硬件设计,可采用同步或异步方式与主设备(如ASIC,DSP等)连接。

在本方案中,使其作为从设备,选用了Slave FIFOs,异步读/写,在这种模式下,DSP可以像读/写普通FIFO一样对CY7C68013内部的多层缓冲FIFO进行读/写。主要信号连接如差模电感图2所示。主机(PC)发出命令的同时也由PA3提供中断触发信号给DSP的外部中断引脚6(EXT_INT6)。其上升沿被检测到以后,DSP就进入相应中断服务程序,开始处理USB的传输,DSP通过CPLD对CY7C68013进行读写及使能控制,“或”组合逻辑满足严格的时序要求,FLAGB和FLAGC是CY7C68013内部FIFO的空、满状态标志,PA[0:1]表示PC发送的命令类型。这些信息在CPLD内部整合到数据总线ED[0:15],DSP开始传输数据包前对其提取判断,TMS320C6713对CY7C68013内部端点(EP)的选择,是通过地址线TEA[2:3]来实现。

2.2 系统总体结构设计

根据上述硬件通信模式搭建基于PC、USB、DSP的主从式系统,当系统上电完成各模块固件配置和硬件初始化后,可由PC发出控制命令,以外部信号触发DSP进入相应的中断处理程序,自动完成数据流USB下载、DSB处理和USB回传的多次循环过程;PC显示处理后的结果。系统总体结构框图如图3所示。

DSP芯片通过片中的EMIF(包括4个存储空间CE[0:3])为SDRAM,Flash等器件提供接口。SDRAM为同步存储器件,EMIF有专门的控制线和时钟与它进行无缝连接(C电感器的应用E0空间)。这里SDRAM用做数据存储器。 1

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