基于DSP的USB接口設計與實現

　　1 引言

　　近年來,隨著數字信號技術的發展,需要處理的數據量越來越大,處理的速度也越來越快,因此具有高速性能DSP 芯片的應用得到了廣泛重視。而通過DSP 處理的數據往往要傳輸給PC 機進行存儲和再處理,那么就必須解決DSP 與 PC 機之間的高速通信問題。本設計方案以德州儀器(TI)的C5000 系列DSP 芯片TMS320VC5416為微處理器,利用Cypress公司提供的USB2.0接口芯片CY7C68001 實現了USB2.0 從機接口設計,從而使PC機與DSP 通過USB2.0 接口實現高速雙向地傳輸數據。

　　2 TMS320VC5416 與CY7C68001 EZUSBSX2硬件接口設計

　　系統方案采用PC機作為上位機,負責USB總線上檢測到設備接入并進行枚舉、識別的過程,并且可以通過在PC機上運行應用程序來控制數據的傳輸。USB芯片作為USB設備端,連接DSP與上位機的數據交換。DSP用于實現USB協議,通過DSP編程實現DSP數據通過USB接口與PC機通信,且USB芯片的描述符寫入及各種命令狀態的處理均通過DSP編程實現。

　　TMS320VC5416 是TI 的一款16bit 定點高性能DSP,由于VC5416的功耗低、性能高,其分開的指令和數據空間使該芯片具有高度的并行操作能力,在單周期內允許指令和數據同時存取,再加上高度優化的指令集,使得該芯片具有很高的運算速度,同時該芯片本身具有豐富的片內存儲器資源以及多種片上外設,因此在工程界得到了廣泛的應用。

　　Cypress 公司的CY7C68001 EZ-USB SX2 是一款高性能、使用方便的USB2.0 接口芯片,滿足USB2.0 協議,可工作在高速(480Mbps)或全速(12Mbps)模式下,提供一個控制端點用于處理USB設備的請求以及四個可配置端點用于傳輸控制和數據信號,這四個端點共享一個4KB的FIFO空間,具備標準的8位或16位外部主機接口,可無縫連接多種標準微處理器,比方說DSP、ASIC和FPGA等,并可根據需求設置為同步或異步接口,片內集成鎖相環(PLL),該芯片廣泛應用于DSL調制解調器、MP3、讀卡器、數碼照機、掃描儀、打印機等設備。

　　系統的硬件接口設計如圖1、圖2所示,兩者通過數據、地址總線以及讀、寫信號線等進行通信,CY7C68001的片選信號連接至TMS320VC5416 的I/O空間片選信號上,CY7C68001 的FIFO擴展在VC5416 的I/O 空間上。

　　電源部分采用一片1117 將5V 轉為3.3V供給CY7C68001EZ-USB SX2,模擬地與數字地之間采用磁珠連接,復位部分采用RC電路設計,且芯片資料上介紹有典型值100KΩ和0.1μF。