高速USB接口實現高速的數據處理與傳輸

引言
　　DSP（數字信號處理器）芯片TMS320VC5402具有高性能、低功耗、資源多等特點，其獨特的6總線哈佛結構，使其能夠6條流水線同時工作，工作頻率達到100 MHz。具有2個緩沖串口BSP、8位并行EHPI（增強主機接口）、可編程的等待狀態發生器等，可以滿足數據處理控制的要求。
　　針對此應用系統通信接口數據量大、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）接口實現了高速的數據處理與傳輸。USB是一種新型接口技術，是計算機和外圍設備接口通信的一種總線標準。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與外設的從（Slave）FIF0接口方式。
　　1系統原理
　　本系統以TI公司的TMS320VC5402 DsP為主控制器，主要分為神經信號處理電路、神經刺激電路和信號傳輸電路3部分。系統首先根據相應的控制信號選通神經微電極陣列的某路或多路測點，發出相應的刺激信號，并在對腦細胞進行電刺激的同時記錄細胞反應，并將采集到的神經信號數據通過USB口傳送到上位機，進行病理分析，從而實現了對電刺激的控制和腦信號的高速實時傳輸和處理。該系統可根據所建的腦電信號數據庫，模擬產生與運動相應的神經信號，分別對不同的腦區域進行電刺激，達到治療的目的。系統方案如圖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系列產品cY7C68013。EZUSB FX2是Cypress公司生產的世界上第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），總線標準傳輸速度達480 Mbit／s，足夠滿足高速外設的速率要求。其結構如圖2所示。
　　
　　2 TMs320VC5402 I／o資源配置
　　由于本系統含有多個處理模塊，而且在同一時刻，神經微電極陣列要選通多路同時進行神經電刺激、信號采集及USB傳輸。DSP芯片的GPIO資源不夠用，需要擴展I／0以滿足需求。因此，本項目將EHPI配置為8位通用I／O，用做數據線與cY7C68013通信。將McBSP配置為通用I／／0，用做CY7C68013的控制線。