基于dsp与pdiusbd12的usb接口设计

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1、基于DSP与PDIUSBD12的USB接口设计作者：东南大学 机械工程系   肖  飞  许飞云  贾民平  张小波关键词：DSP   TMS320VC5402   PDIUSBD12   USB接口 1 引言   DSP芯片，即数字信号处理器，是一种具有特殊结构的微处理器。DSP芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令及快速的指令周期，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。TMS320C54X是TI公司于1996年推出的新一代定点数字信号处理器。它使用先进的修正哈佛结构，片内共有八条总线、CPU

2、、在片存储器和在片外围电路等硬件，加上高度专业化的指令系统，使C54X具有功耗小、高度并行等优点，可以满足电信等众多领域的实时处理的要求，是目前市场上的主流产品。而TMS320VC5402(简称为C5402)更以其独有的高性能、低功耗和低价格特性，使其倍受业内用户的欢迎，该手持式振动测试系统就是以C5402为核心芯片而设计的。USB是一种通用串行总线，由COMPAQ、INTEL、MICROSOFT和NEC等公司共同开发的一种新的、快速的、双向的、同步传输的并且可以热插拔的数据传输总线。具有用户使用方便、应用范围广、具有同步带宽、灵活稳定、易于与PC机接口、成本

3、低廉和易于升级等优点。正是由于USB的以上优点，使得其在接口方面的使用极其方便。USB可以连接多个不同的设备，一个USB口理论上可以连接127个USB设备，而过去的串口和并口只能接一个设备。USB总线的传输速度可从USB1.1的12Mbps到USB2.0的480Mbps。本文中所采用的接口芯片PDIUSBD12(简称D12)是PHILIPS在USB1.1协议设备端使用最多的芯片之一。2 TMS320VC5402概述   当前业界中应用的最广泛的是TI的TMS320系列DSP,其中TMS320VC5402是TI于1999年10月推出的性价比极高的定点数字信号处理

4、器DSP。其主要特点如下:(1)144PINBGA，操作速率达100MIPS;(2)具有先进的多总线结构，三条16位数据存储器总线和一条程序存储器总线;(3)40位算术逻辑单元(ALU)，包括一个40位桶形移位器和两个40位累加器;(4)一个17×17乘法器和一个40位专用加法器，允许16位带/不带符号的乘法;(5)整合维特比加速器，用于提高维特比编译码的速度;(6)单周期正规化及指数译码;(7)8个辅助寄存器及一个软件栈，允许使用业界最先进的定点DSPC语言编译器;(8)数据/程序寻址空间1M×16bit，内置4k×16bit程序/数据ROM和16k×16b

5、itDARAM;(9)内置可编程等待状态发生器，锁相环(PLL)时钟产生器，2个多通道缓冲串行口，1个8位并行与外部处理器通信的HPI口，2个16位定时器以及6通道DMA控制器;(10)低功耗，工作电源为3V(I/O)和1.8V(CORE)，0.32MW/MIPS，特别适合电池供电设备。与TMS320C54X系列的其它芯片相比，C5402以其独有的高性能，低功耗和低价格特性，使得一推出就受到业内用户的欢迎。C5402适用于无线调制解调器，机顶盒(STB)，下一代个人数字助理(PDA)，集群电话，局域网电话和各种话音应用等单信道通信客户终端和数字无线通信等嵌入式

6、系统。3 PDIUSBD12芯片的性能与特点地址：北京海淀闵庄路3号清华科技园·玉泉慧谷电话：010-88856082传真：010-88856082-8008   Philips公司生产的型号为PDIUSBD12的接口芯片是一个具有集成的SIE、FIFO存储器、发送器和电压调整器的高性能USB接口芯片，同时还支持DMA逻辑传输形式。它通常应用于基于微控制器的系统中，并且可以通过高速的并行接口和系统中的微控制器进行通信，其中最高并行接口速率可以达到2Mbps，是一个具有8位数据总线和1个地址的存储和数据交换设备。主端点配置有双缓冲，因此可提高数据的吞吐量，减少数

7、据传输时间，轻松实现数据的实时传输。当采用同步传输方式时，数据的传输速度为1Mbps;而采用批量传输方式的速度为1Mbyte/s。在采用上述方式进行数据传输时，可方便的使用多种中断方式。带有可编程的时钟输出，与USB总线的连接可通过软件(SoftConnectTM)来控制。有两种工作电压可供选择:3.3V±0.3V或扩展的5V电源，范围为3.6V～5.5V。输出和数据传输状态可通过USB连接指示灯来控制。PDIUSBD12芯片的功能方框图如图1所示:图1   PDIUSBD12芯片的功能方框图图1中给出的仅是概念上的框图，不包括每个单独的信号。PDIUSBD1

8、2内部含有集成收发器接口，可通过端口电