CYPRESS2131 USB控制器芯片特點及功能解析方案

(2)串行接口引擎(SIE)

SIE通過包排序、信號產生/檢測、CRC產生/校驗、NRZI數據編碼、位填充和包標識產生/解碼來處理USB通信協議,并保證傳送到USB電纜上的數據字節以LSB開頭。

(3)微控制及片上RAM

CYPRESS2131使用增強型8051,具有以下特點：

(1)使用3.3V電源;

(2)24MHz晶振,一個總線周期僅用4個時鐘周期;

(3)使用雙數據指針;

(4)增加了異步串口UART2和16位定時器T2;

(5)高速內存接口及專用16位地址總線;

(6)增加了8個中斷(INT2～INT5、PFI、T2及UART2);

(7)快速外部存儲存取模式(使用AutoPoint);

(8)支持斷點功能。

CYPRESS2131上用的片內內存(RAM)為8KB,但是為了便于外設固件的升級與更新,該8KB RAM既可用于傳統意義上的ROM,又可用于RAM。其中的6KB用于程序存儲與數據存儲,其他2KB用于端點緩沖區。CYPRESS2131使用16個端：8個批量傳輸端點(IN、OUT各8個)、8個等時傳輸端點(IN、OUT各8個),每個端點的緩沖區為64Byte。每個端點均個有字節計數器及重新發送和接收當數據組的能力。該8KB RAM需通過命令MOVX進行訪問。

另外,為了便于實現總線列舉和國外部功能芯片相通信,CYPRESS2131還支持I2C總線。

三、CYPRESS2131在圖像采集中的應用

1.圖像采集系統的硬件實現

在圖像采集系統中,使用OV6120作為圖像采集芯片。OV6120是OmniVision公司開發的COMS黑白圖像采集芯片。該芯片將COMS光感應核與外圍支持電路集成在一起,輸出的視頻為黑白圖像,與CCIR標準兼容;也可輸出單幀圖像,為YUV格式,從其D7：0輸出Y信號。這里使用YUV方式。

在整個圖像采集系統中,CYPRESS2131主要有三方面的作用：作為USB芯片與主機通信并傳輸數據;利用其片上增強型8051作為控制器使OV6120正常工作;

通過其I2C總線對OV6120的對比度、亮度、銳度等各項參數進行設置。其具體工作過程為：SUB芯片上電復位后,CYPRESS2131按照USB規范應答,提供設備標識,USB進行二次總線列舉,加載對應驅動程序,并將控制權轉交給8051。8051通過I2C總線對OV6120各項參數進行設置。8051發出幀采集指令(通過OV6120的FREX)后進行圖像采集,并同數據轉移信號PCLK、行頻HSYNC及場頻VSYNC(后兩個信號,圖3中未標出)一起傳給8051。8051將所得的數據信號轉儲到SRAM中,當一幀數據采集完后,再將SRAM中數據通過USB總線傳至PC。CYPRESS2131在訪問外部RAM時,通過FWR與FRD使之成為快速讀寫模式。使用標準12MHz晶振的情況下,讀或寫外部RAM一個字節只需使用333ns。圖像采集系統原理示意如圖3所示。