基于DSP的USB接口设计与实现

　　1 引言

　　近年来,随着数字信号技术的发展,需要处理的数据量越来越大,处理的速度也越来越快,因此具有高速性能DSP 芯片的应用得到了广泛重视。而通过DSP 处理的数据往往要传输给PC 机进行存储和再处理,那么就必须解决DSP 与 PC 机之间的高速通信问题。本设计方案以德州仪器(TI)的C5000 系列DSP 芯片TMS320VC5416为微处理器,利用Cypress公司提供的USB2.0接口芯片CY7C68001 实现了USB2.0 从机接口设计,从而使PC机与DSP 通过USB2.0 接口实现高速双向地传输数据。

　　2 TMS320VC5416 与CY7C68001 EZUSBSX2硬件接口设计

　　系统方案采用PC机作为上位机,负责USB总线上检测到设备接入并进行枚举、识别的过程,并且可以通过在PC机上运行应用程序来控制数据的传输。USB芯片作为USB设备端,连接DSP与上位机的数据交换。DSP用于实现USB协议,通过DSP编程实现DSP数据通过USB接口与PC机通信,且USB芯片的描述符写入及各种命令状态的处理均通过DSP编程实现。

　　TMS320VC5416 是TI 的一款16bit 定点高性能DSP,由于VC5416的功耗低、性能高,其分开的指令和数据空间使该芯片具有高度的并行操作能力,在单周期内允许指令和数据同时存取,再加上高度优化的指令集,使得该芯片具有很高的运算速度,同时该芯片本身具有丰富的片内存储器资源以及多种片上外设,因此在工程界得到了广泛的应用。

　　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,满足USB2.0 协议,可工作在高速(480Mbps)或全速(12Mbps)模式下,提供一个控制端点用于处理USB设备的请求以及四个可配置端点用于传输控制和数据信号,这四个端点共享一个4KB的FIFO空间,具备标准的8位或16位外部主机接口,可无缝连接多种标准微处理器,比方说DSP、ASIC和FPGA等,并可根据需求设置为同步或异步接口,片内集成锁相环(PLL),该芯片广泛应用于DSL调制解调器、MP3、读卡器、数码照机、扫描仪、打印机等设备。

　　系统的硬件接口设计如图1、图2所示,两者通过数据、地址总线以及读、写信号线等进行通信,CY7C68001的片选信号连接至TMS320VC5416 的I/O空间片选信号上,CY7C68001 的FIFO扩展在VC5416 的I/O 空间上。

　　电源部分采用一片1117 将5V 转为3.3V供给CY7C68001EZ-USB SX2,模拟地与数字地之间采用磁珠连接,复位部分采用RC电路设计,且芯片资料上介绍有典型值100KΩ和0.1μF。