基于TMS320C6713控制的USB數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)設計
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全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，簡稱GPS)的反射信號(GPS―R)接收機根據(jù)海面的反射信號，結合電波對海面、海浪的散射理論，可獲得海面平均高度、浪高、海面風力等信息，還可監(jiān)測和分析高緯地區(qū)的冰層厚度、海洋鹽度等參數(shù)，因此，GPS-R是近十多年來迅速發(fā)展的一種空基海洋遙感技術，具有廣泛的應用前景。在設計GPS-R接收機時，為了減少重量．在機載和星載條件下不允許有顯示設備，而高緯地區(qū)一20℃的溫度會使液晶顯示器失效，這些都要求將采集、壓縮后的數(shù)據(jù)存儲到U盤或硬盤中，并帶回基站進一步處理。
Texas Instruments(簡稱TI)公司的DSP具有高速運算性能，在數(shù)據(jù)采集與處理、工業(yè)控制和語音、圖像通信等領域有著廣泛的應用。通用串行總線(Universal Serial Bus，簡稱USB)是一種新型接口技術，具有設備自動識別功能，可自動安裝驅動程序和配置，可支持不同速率的同步和異步傳輸方式，且接口體積小巧，可支持熱插拔和即插即用等優(yōu)點，因而得到廣泛應用。由USB規(guī)范可以看到，在USB的拓樸中居于核心地位的是計算機主機，每一次的數(shù)據(jù)傳輸都必須由主機控制。但是，隨著DSP應用領域的日益發(fā)展，USB外設的應用范圍也隨之擴大，因此迫切需要實現(xiàn)DSP對USB的外設控制。為此介紹了TMS320C6713的基本特點及USB嵌入式主控制器SL811HS的基本結構和性能，給出USB存儲系統(tǒng)的硬件連接圖和軟件設計方案。利用TMS320C6713的外設資源，系統(tǒng)實現(xiàn)與SL8lHS的連接，而且系統(tǒng)穩(wěn)定性高。
2 硬件設計
2．1 主要器件介紹
TMS320C6000系列是TI公司推出的運算能力最強的處理器，它采用了VLIW的體系結構及流水線技術，具有兩級cache緩存結構，而且運行速度快，精度高。TMS320C6713是該系列的32位浮點DSP，其最高工作主頻可達300 MHz，處理速度高達2 400 MI／s，片上共有264 KBx8位存儲器，其中含有4 KBx8位L1Pcache,4：KBx8位L1Dcache和256 KBx8位L2RAM／cache：片上外設資源豐富，其中含有兩個McBSP、兩個McASP、兩組：I2C總線、一組GPIO、兩個32位通用定時器、一個16位主機接口HPI。此外，TMS320C6713還有32位的EMIF總線，分為4個存儲空間(CE0～CE3)，每個存儲空間的尋址范圍為256 M字節(jié)，可訪問8位、16位或32位數(shù)據(jù)寬度，每個空間均可與SDRAM，SBSRAM及異步外設實現(xiàn)無縫接口。
設計中，采用EMIF總線控制SL811HS。該器件是Cypress公司推出的遵循USBl．1規(guī)范的具有主／從兩種工作模式的USB控制器，支持微處理器、微控制器或DSP的USB接口設計，可按DSP的要求自動將數(shù)據(jù)整合為USB協(xié)議數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。其特點是：①基于內部集成的全／低速傳輸引擎(SIE)所產(chǎn)生的USB串行接口功能，可自動檢測總線速率．支持全速12 Mb／s和低速1．5 Mb／s設備；②具有8位雙向數(shù)據(jù)總線，能較為簡單地與DSP連接。片內256字節(jié)的SRAM用于數(shù)據(jù)傳輸和支持乒乓操作，其中16字節(jié)用于工作寄存器；③自動產(chǎn)生SOF和CRC5／16，簡化軟件工作量；④在完成傳輸事務或有外部設備接入時中斷寄存器觸發(fā)中斷，通過寫入中斷寄存器可清除中斷；⑤為提高電路的穩(wěn)定性，時鐘發(fā)生器外接48 MHz晶體振蕩器，其工作電源為3.3 V，接口可承受5 V的工作電壓，并可與多種器件相連。
圖1給出SL811HS的原理框圖。與目前的ARM+內嵌USB、FPGA+操作系統(tǒng)+內嵌USB接口相比，因它是由DSP控制的嵌入式主控制器，可以快速存儲數(shù)據(jù)，能最大限度地利用DSP的外設資源，適合非PC設備的應用。
2．2 系統(tǒng)硬件接口設計
設計中使用TMS320C6713控制SL811HS存儲數(shù)據(jù)。圖2給出其總體硬件框圖。其中，電源部分可產(chǎn)生3．3 V和5 V電壓：數(shù)據(jù)采集部分采集數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)送至TMS320C6713進行相應的算法處理。Flash ROM器件采用SST39IF800A，將初始化、算法和控制程序燒寫到ROM內，上電后即可初始化CSL和各寄存器。采用HY57V641620HGT一7作為SDRAM，用于暫存經(jīng)過處理壓縮后的數(shù)據(jù)。
圖3給出SL811HS與TMS320C6713的硬件連接原理圖。使用EMIF總線中第2個存儲空間CEl，其數(shù)據(jù)總線低8位EDO～ED7與DO~D7相連；EA2與A0相連；讀寫信號、復位信號及中斷信號與TMS320C6713相應的信號位相連，其中SL81lHS外接48 MHz晶體振蕩器。
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