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基于TMS320C6713控制的USB数据存储系统设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-01-09 11:24:23



1 引言 
    全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)的反射信号(GPS—R)接收机根据海面的反射信号,结合电波对海面、海浪的散射理论,可获得海面平均高度、浪高、海面风力等信息,还可监测和分析高纬地区的冰层厚度、海洋盐度等参数,因此,GPS-R是近十多年来迅速发展的一种空基海洋遥感技术,具有广泛的应用前景。在设计GPS-R接收机时,为了减少重量.在机载和星载条件下不允许有显示设备,而高纬地区一20℃的温度会使液晶显示器失效,这些都要求将采集、压缩后的数据存储到U盘或硬盘中,并带回基站进一步处理。
    Texas Instruments(简称TI)公司的DSP具有高速运算性能,在数据采集与处理、工业控制和语音、图像通信等领域有着广泛的应用。通用串行总线(Universal Serial Bus,简称USB)是一种新型接口技术,具有设备自动识别功能,可自动安装驱动程序和配置,可支持不同速率的同步和异步传输方式,且接口体积小巧,可支持热插拔和即插即用等优点,因而得到广泛应用。由USB规范可以看到,在USB的拓朴中居于核心地位的是计算机主机,每一次的数据传输都必须由主机控制。但是,随着DSP应用领域的日益发展,USB外设的应用范围也随之扩大,因此迫切需要实现DSP对USB的外设控制。为此介绍了TMS320C6713的基本特点及USB嵌入式主控制器SL811HS的基本结构和性能,给出USB存储系统的硬件连接图和软件设计方案。利用TMS320C6713的外设资源,系统实现与SL8lHS的连接,而且系统稳定性高。


2 硬件设计
2.1 主要器件介绍
    TMS320C6000系列是TI公司推出的运算能力最强的处理器,它采用了VLIW的体系结构及流水线技术,具有两级cache缓存结构,而且运行速度快,精度高。TMS320C6713是该系列的32位浮点DSP,其最高工作主频可达300 MHz,处理速度高达2 400 MI/s,片上共有264 KBx8位存储器,其中含有4 KBx8位L1Pcache,4:KBx8位L1Dcache和256 KBx8位L2RAM/cache:片上外设资源丰富,其中含有两个McBSP、两个McASP、两组:I2C总线、一组GPIO、两个32位通用定时器、一个16位主机接口HPI。此外,TMS320C6713还有32位的EMIF总线,分为4个存储空间(CE0~CE3),每个存储空间的寻址范围为256 M字节,可访问8位、16位或32位数据宽度,每个空间均可与SDRAM,SBSRAM及异步外设实现无缝接口。
    设计中,采用EMIF总线控制SL811HS。该器件是Cypress公司推出的遵循USBl.1规范的具有主/从两种工作模式的USB控制器,支持微处理器、微控制器或DSP的USB接口设计,可按DSP的要求自动将数据整合为USB协议数据包传输的数据。其特点是:①基于内部集成的全/低速传输引擎(SIE)所产生的USB串行接口功能,可自动检测总线速率.支持全速12 Mb/s和低速1.5 Mb/s设备;②具有8位双向数据总线,能较为简单地与DSP连接。片内256字节的SRAM用于数据传输和支持乒乓操作,其中16字节用于工作寄存器;③自动产生SOF和CRC5/16,简化软件工作量;④在完成传输事务或有外部设备接入时中断寄存器触发中断,通过写入中断寄存器可清除中断;⑤为提高电路的稳定性,时钟发生器外接48 MHz晶体振荡器,其工作电源为3.3 V,接口可承受5 V的工作电压,并可与多种器件相连。
    图1给出SL811HS的原理框图。与目前的ARM+内嵌USB、FPGA+操作系统+内嵌USB接口相比,因它是由DSP控制的嵌入式主控制器,可以快速存储数据,能最大限度地利用DSP的外设资源,适合非PC设备的应用。

2.2 系统硬件接口设计
   
设计中使用TMS320C6713控制SL811HS存储数据。图2给出其总体硬件框图。其中,电源部分可产生3.3 V和5 V电压:数据采集部分采集数据,然后将数据送至TMS320C6713进行相应的算法处理。Flash ROM器件采用SST39IF800A,将初始化、算法和控制程序烧写到ROM内,上电后即可初始化CSL和各寄存器。采用HY57V641620HGT一7作为SDRAM,用于暂存经过处理压缩后的数据。

    图3给出SL811HS与TMS320C6713的硬件连接原理图。使用EMIF总线中第2个存储空间CEl,其数据总线低8位EDO~ED7与DO~D7相连;EA2与A0相连;读写信号、复位信号及中断信号与TMS320C6713相应的信号位相连,其中SL81lHS外接48 MHz晶体振荡器。

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