基于DSP的USB技术在图像传输中的应用

　　0 引言

　　当前，数字信号处理器(DSP)芯片以其强大的运算能力不仅在通信、电子、图像处理领域得到了广泛的应用，同时在医疗，生物等新兴领域也有相应的应用。基于DSP的多功能滴定仪器主要是用于粮食质量的无公害检测，在该项目中， 需要设计一个图像采集和处理的DSP子系统， 该DSP子系统主要完成RAW格式图像数据的采集和相关的处理， 处理后的图像数据的显示和更进一步的处理及判别需要由PC机来完成，同时Pc机处理后的结果还需要返回给DSP。由于DSP端需要传给Pc的图像数据是不需要经任何压缩的RAw格式，而RAW格式的图像数据与压缩过的图象数据(如JPEG等)相比，数据量比较大，这样就需要设计一个高速接口来完成DSP与主机之间的大容量数据交互。由于USB接口具有热插拔，速度快等特点，因此在该项目中选择了USB作为DSP和Pc机之间的接口方式。结合整个系统的需要，设计了TMS320DM642芯片和CYPERSS公司的USB接口控制芯片CY7C68013相连接，可使PC机通过USB2．0接口实时地从DSP处获得RAW格式的图像数据，从而将DSP从数据传输中解放出来，解决了Pc机与DSP之间的大容量图像数据的传输问题。

　　1 硬件连接设计

　　1．1 基本工作流程

　　在本系统中， 多功能滴定仪器的DSP与主机之间的接口主要由3个部分组成：主机(能够支持USB2．0协议的PC机)，USB接口芯片CY7C68013和高速DSP芯片TMS320DM642。

　　其基本工作流程是：当USB设备插入PC时，PC和USB设备之间会完成一个枚举过程，PC将设计好的设备驱动程序装载UUSB芯片中。枚举过程结束后即可进行数据的传输， 当PC要从DSP内存空间读取图像数据时， 由于在上电之后，DSP的内存空间中已经采集到了一帧图像数据，因此，它首先启动USB芯片中的接收程序，通过USB芯片的端口6将固定长度的图像数据依次读入FIFO，当FIFO中的数据达到一定数量后，USB芯片会自动将数据打包传送给USB总线，直到传输完毕。然后通过USB芯片的PAl引脚向DSP的EXTINT4发送中断信号，DSP芯片在收到中断信号之后，会启动相应的中断程序，进行下一帧图像数据的采集， 为PC下一次读取图像数据做好准备，这样PC就可以动态地控制图像的读取速度。

　　当PC有数据要发送时，它将数据直接传给USB芯片，USB芯片收到数据后，按指定的数据长度将数据写到发送端口2的FIFO中，然后自动启动内部的GPIF相关程序，将数据写入DSP相应的内存地址空间， 接下来USB芯片通过设置DM642的HPIC寄存器中的DSPINT位(将其置i)，向DM642发起中断，通知DM642有数据到。

　　1．2 硬件连接

　　由于DM642的HPI接口是从模式的，因此CY7C68013须以主模式参与连接，这样我们选择可编程控制接口GPIF方式与DM642的HPI接口进行连接。接口问信号线的连接见表1：

　　USB接口芯片通过GPIF波形描述符的编写来匹配DM642的HPI接口的读写时序，从而能正确地对HPI内部的四个寄存器进行读写，成功地实现对HPI口的操作。从FX2L P的PA口选取PA[7：6]连接HCN TL[1：0]， 实现对HPI寄存器操作的选择，见表2：

　　表2 HPI寄存器的选择与功能除了以上两个接口间主要的信号线连接外，还有以下几点需要说明：

　　接口芯片CY7C68013的SCL和SDA两个管脚应该上拉，DM642的HAS#管脚应上拉和HD5管脚应下拉。