高速USB接口實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)處理與傳輸

引言
　　DSP（數(shù)字信號處理器）芯片TMS320VC5402具有高性能、低功耗、資源多等特點，其獨特的6總線哈佛結(jié)構(gòu)，使其能夠6條流水線同時工作，工作頻率達(dá)到100 MHz。具有2個緩沖串口BSP、8位并行EHPI（增強(qiáng)主機(jī)接口）、可編程的等待狀態(tài)發(fā)生器等，可以滿足數(shù)據(jù)處理控制的要求。
　　針對此應(yīng)用系統(tǒng)通信接口數(shù)據(jù)量大、對速度要求高、實時控制的特點，本項目采用高速USB（通用串行總線）接口實現(xiàn)了高速的數(shù)據(jù)處理與傳輸。USB是一種新型接口技術(shù)，是計算機(jī)和外圍設(shè)備接口通信的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。它支持熱插拔、即插即用，連接簡單。本文將介紹VC5402的GPI（）（I／0）資源配置及CY7C68013與外設(shè)的從（Slave）FIF0接口方式。
　　1系統(tǒng)原理
　　本系統(tǒng)以TI公司的TMS320VC5402 DsP為主控制器，主要分為神經(jīng)信號處理電路、神經(jīng)刺激電路和信號傳輸電路3部分。系統(tǒng)首先根據(jù)相應(yīng)的控制信號選通神經(jīng)微電極陣列的某路或多路測點，發(fā)出相應(yīng)的刺激信號，并在對腦細(xì)胞進(jìn)行電刺激的同時記錄細(xì)胞反應(yīng)，并將采集到的神經(jīng)信號數(shù)據(jù)通過USB口傳送到上位機(jī)，進(jìn)行病理分析，從而實現(xiàn)了對電刺激的控制和腦信號的高速實時傳輸和處理。該系統(tǒng)可根據(jù)所建的腦電信號數(shù)據(jù)庫，模擬產(chǎn)生與運(yùn)動相應(yīng)的神經(jīng)信號，分別對不同的腦區(qū)域進(jìn)行電刺激，達(dá)到治療的目的。系統(tǒng)方案如圖l所示。
　　
　　TMS320VC5402除了使用VC54x系列中常用的GPIO外，還為用戶提供了多個可選擇的GPIO：HPI一8和McBSP?？膳c各類存儲器直接接口。
　　USB2．0控制器選擇Cypress公司的FX2系列產(chǎn)品cY7C68013。EZUSB FX2是Cypress公司生產(chǎn)的世界上第1個USB2．0的集成微控制器，包括1個805l處理器、1個SIE（串行接口引擎）、1個USB收發(fā)器、8．5 kB片上RAM、4 kB FIF0存儲器和1個GPIF（通用可編程接口），總線標(biāo)準(zhǔn)傳輸速度達(dá)480 Mbit／s，足夠滿足高速外設(shè)的速率要求。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
　　
　　2 TMs320VC5402 I／o資源配置
　　由于本系統(tǒng)含有多個處理模塊，而且在同一時刻，神經(jīng)微電極陣列要選通多路同時進(jìn)行神經(jīng)電刺激、信號采集及USB傳輸。DSP芯片的GPIO資源不夠用，需要擴(kuò)展I／0以滿足需求。因此，本項目將EHPI配置為8位通用I／O，用做數(shù)據(jù)線與cY7C68013通信。將McBSP配置為通用I／／0，用做CY7C68013的控制線。