TMS320C54xx DSP的USB接口实现

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:451

摘要：介绍了dsp芯片上usb接口的实现。使用usb接口芯片an2131q实现dsp和pc机之间的通信，在an2131 q和tms320vc54xx　dsp之间加有fifo芯片，可提高数据的传输速度，使最大数据传输速度超过usb总线的速度。

关键词：usb　dsp　数据传输

通用串行总线usb(universal serial bus)应用由三部分组成：具有usb接口的pc系统、能够支持usb的系统软件和使用usb接口的设备。usb应用采用通用连接技术，实现外设的简单快速连接，借以达到方便用户、降低成本、扩展pc机连接外设范围的目的。usb的特点如下：

(1)连接灵活、使用方便现在计算机系统连接外围设备的接口并无统一的标准，如键盘用ps/2接口，打印机用25针的并行接口等。usb则将这些不同的接口统一起来，由一组微小的矩型插座和软件构成。用户插入外设后，计算机系统能够自动识别接入的外设，而不需要重新启动系统，用户可以带电插拔；为usb设计的驱动程序和应用软件可以自动启动，无需用户干预usb设备，也不涉及irq冲突等问题；usb单独使用自己的保留中断，不会同其它设备争用pc机的有限资源。

(2)为外设提供电源 usb能自动识别外设所需的电源，并通过usb电缆向该设备供电(最高可达500ma)。

(3)速度快 usb的最高传输率可达12mbit/s，比串口速度快100倍，比并口速度快近10倍。usb端口的传输速率比目前pc机平台上的任何其它类型端口的传输速率都快。预计今后usb的速度将会提高到100mbit/s以上。

(4)支持多媒体 usb提供了对电话的两路数据支持，它可支持异步及等时数据传输，使电话可与pc机集成，共享语音邮件及其它功能。由于usb音频信息生成于计算机外，因而减少了电子噪音干扰声音质量的机会，从而使音频系统具有更高的保真度。

1 usb接口芯片an2131q

目前市场上usb接口芯片很多，使用较为广泛的是crypress公司的an2131系列的usb接口芯片an2131q。an2131q具有以下优点：

(1)基于ram的"软"系统解决方案(soft，ram based)，不需要rom或其它的固化存储器，而只使用片内的程序/数据ram。通过主机下载的方式来配置usb接口，因而使接口系统的修改和升级变得非常简单，使外设硬件的更新和升级变得更为方便。

(2)数据吞吐量完全达到usb协议要求，可以向用户提供足够的端口、缓冲区和传输速度；提供usb协议要求的全部四种传输方式(控制传输、中断传输、批量传输和同步传输)，可以满足用户对各种类型数据传输的需求。

(3)片上的串行接口处理机(sie)完成大部分的usb协议操作，使用户可以摆脱复杂的协议细节，简化了用户配置代码，加快了开发过程。

(4)内嵌增强型8051处理器，兼容8051指令系统；一个指令周期仅需四个时钟周期，可提供标准8051三倍以上的处理能力；双数据指针，方便数据块搬移；使用片内ram作为数据/程序存储器，非复用数据/地址总线，使程序执行速度更快，并且其同外部器件的连接更加简单。

(5)休眠模式可以降低系统功耗，延长器件的使用寿命。

an2131q的功能框图如图1所示。

usb收发器和pc机的接口只有四根导线：+5v、gnd、d+、d-。数据以12mb/s的全速信号或者以1.5mb/s的低速信号在d+和d信号线上差分传输。收发器固化在芯片上，不需要外部电路，最多只需要用来选择全速或者低速的上拉电阻。

串行接口引擎(sie)通过包排序、信号产生及检测、crc产生及校验、nrzi数据编码、位填充以及包标识产生及解码等功能块处理usb通信协议，并保证传送到usb电缆上的数据字节以lsb开头。

an2131q采用通用的8051微控制器及片上ram，其编程语言为51系列单片机的通用语言，使用方便。

2 tms320c54xx dsp和an2131q接口芯片的硬件连接

tms320c54xx dsp芯片选用ti公司的tms320vc5409，tms320vc5409是定点dsp芯片，它使用改进的哈佛结构，8级流水线操作，最高速度可以达到166mips。

在an2131q芯片和tms320c54xx dsp芯片之间采用fifo(first in first out sram)芯片连接，可以使usb接口芯片和dsp之间的最大数据交换速度超过usb总线的速度，使之不成为数据传输的瓶颈，从而使dsp和主机间的数据传输速度只受usb协议限制。

由于an2131q芯片内嵌8位8051处理器，所以使用两片8位fifo芯片实现usb接口和dsp之间的双向通信。fifo选用具有1k×9bit内存的idt72v02。从an2131q或者dsp传输的数据首先保存在fifo中，然后再由dsp或者an2131q读走，从而使得数据的传输不会出现堵塞情况，其硬件连接框图如图2所示。