0.引言
随着数字信号处理技术理论的不断发展,数字信号处理器的发展也是日新月异。不仅执行指令速度越来越快,而且其功耗也越来越低。许多仪器或检测设备都不约而同地将DSP应用到那些数据量庞大而且需实时传送数据的系统中。核信号数据采集系统也不例外,利用DSP 可以实时有效地处理采集的信号,并将处理数据发送至上位机进行进一步处理。通常数据采集系统下位机与上位机的通讯采用串口方式,这种方式不仅协议简单,而且连接方便。但是这种方式的数据传送速率不高,而USB 总线接口具有方便快捷、支持即插即用、可实现高速数据通讯等优点,在很多领域得到广泛应用。USB 总线接口在USB1.1 协议下传输速率可达12Mbps ,USB2.0 协议下可达480Mbps ,完全可以满足目前的数据采集控制系统对于数据实时传输速率越来越高的要求。
因此在本系统设计中其通讯方式采用USB(Universal Serial Bus)总线接口方式。USB 控制芯片采用Cypress 公司EZ-USB SX2 系列的CY7C68001 控制芯片,DSP 选用TI公司的定点DSP 芯片TMS320VC5502。
1.CY7C68001USB 控制芯片介绍
CY7C68001 是由美国Cypress 公司开发的高速USB 芯片,支持USB2.0 协议。其内部集成有USB 收发器(物理层)、USB 串行接口引擎SIE(链路层,实现底层通信协议)、4KB的FIFO 以及电压调节器、锁相环;可工作于全速(12Mb/s)和高速(480Mb/s)两种传输模式,支持8 位和16 位数据总线方式,具有同步和异步的FIFO 接口。CY7C68001 被用来与DSP、ASIC、FPGA 等控制器连接实现USB 的功能,其内部不含微控制器。同时CY7C68001 提供4 种传输方式(控制传输、中断传输、批量传输和同步传输),可满足用户对各种传输方式的要求。由于该控制芯片内不含微控制器,USB 的应用层协议应该由DSP 编程实现,USB固件的加载必须靠DSP 控制CY7C68001 完成。
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DSP 软件程序设计主要包括DSP 的初始化、USB 描述符表的写入和其他命令寄存器的配置以及用户请求的相应处理。DSP 的初始化主要是初始化时钟速率、配置EMIF 口、配置McBSP 口等。USB 描述符表主要是完成USB 芯片内部的初始配置,命令寄存器的配置是完成USB 中断的开启、端点数据传输容量以及方向的配置等。用户请求是用户应用程序,根据用户发送的请求完成相应的数据传输。
图2 DSP 软件程序设计流程图
4. 结论
本系统采用USB 接口完成了核信号采集系统与上位机间的数据传输,上位机的用户程序显示所传数据以及波形图。经验证表明该方法连接简单,传输可靠。与普通串口相比,其速度也得到了提升。
本文创新点:将传统的DSP 信号采集系统用于核信号的采集上,并且将与上位机进行通讯的串行口方式改进为USB 方式,采用这种即插即用的接口不仅方便了与上位机的连接而且提高了传输的速率。
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