高速USB接口實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)處理與傳輸

引言
　　DSP（數(shù)字信號(hào)處理器）芯片TMS320VC5402具有高性能、低功耗、資源多等特點(diǎn)，其獨(dú)特的6總線哈佛結(jié)構(gòu)，使其能夠6條流水線同時(shí)工作，工作頻率達(dá)到100 MHz。具有2個(gè)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(duì)此應(yīng)用系統(tǒng)通信接口數(shù)據(jù)量大、對(duì)速度要求高、實(shí)時(shí)控制的特點(diǎn)，本項(xiàng)目采用高速USB（通用串行總線）接口實(shí)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(jì)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(hào)處理電路、神經(jīng)刺激電路和信號(hào)傳輸電路3部分。系統(tǒng)首先根據(jù)相應(yīng)的控制信號(hào)選通神經(jīng)微電極陣列的某路或多路測(cè)點(diǎn)，發(fā)出相應(yīng)的刺激信號(hào)，并在對(duì)腦細(xì)胞進(jìn)行電刺激的同時(shí)記錄細(xì)胞反應(yīng)，并將采集到的神經(jīng)信號(hào)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(shí)現(xiàn)了對(duì)電刺激的控制和腦信號(hào)的高速實(shí)時(shí)傳輸和處理。該系統(tǒng)可根據(jù)所建的腦電信號(hào)數(shù)據(jù)庫，模擬產(chǎn)生與運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的神經(jīng)信號(hào)，分別對(duì)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(gè)可選擇的GPIO：HPI一8和McBSP。可與各類存儲(chǔ)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(gè)USB2．0的集成微控制器，包括1個(gè)805l處理器、1個(gè)SIE（串行接口引擎）、1個(gè)USB收發(fā)器、8．5 kB片上RAM、4 kB FIF0存儲(chǔ)器和1個(gè)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(gè)處理模塊，而且在同一時(shí)刻，神經(jīng)微電極陣列要選通多路同時(shí)進(jìn)行神經(jīng)電刺激、信號(hào)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(xiàng)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。