基于USB2.0的高分辨率数字摄像头设计

文章摘要：另外，ＯＶ９６２０还提供了一个控制信号输入端（ＰＷＤＮ），可用于实现掉电模式的开关。在本设计中，因为ＯＶ９６２０与其他芯片同时工作，因此，没有采用片选而是由ＰＷＤＮ 来实现控制。２．２ ＥＺ－ＵＳＢ ＦＸ２的主要特点ＥＺ－ＵＳＢ ＦＸ２（即ＣＹ７Ｃ６８０１３）是Ｃｙｐｒｅｓｓ公司为高速传输外设设计的ＵＳＢ２．０控制芯片。该芯片内含１个增强型８０５１处理器、１个串行接口引擎（ＳＩＥ）、１个ＵＳＢ收发器、８．５ｋＢ片上ＲＡＭ、４ｋＢ ＦＩＦＯ存储器以及１个通用可编程接口（ＧＰＩＦ）。ＦＸ２采用量子ＦＩＦＯ处理构架，其ＵＳＢ接口和应用环境可以直接共享ＦＩＦＯ，而微控制器则可不参与数据传输但允许以ＦＩ

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另外，ＯＶ９６２０还提供了一个控制信号输入端（ＰＷＤＮ），可用于实现掉电模式的开关。在本设计中，因为ＯＶ９６２０与其他芯片同时工作，因此，没有采用片选而是由ＰＷＤＮ 来实现控制。

２．２ ＥＺ－ＵＳＢ ＦＸ２的主要特点

ＥＺ－ＵＳＢ ＦＸ２（即ＣＹ７Ｃ６８０１３）是Ｃｙｐｒｅｓｓ公司为高速传输外设设计的ＵＳＢ２．０控制芯片。该芯片内含１个增强型８０５１处理器、１个串行接口引擎（ＳＩＥ）、１个ＵＳＢ收发器、８．５ｋＢ片上ＲＡＭ、４ｋＢ ＦＩＦＯ存储器以及１个通用可编程接口（ＧＰＩＦ）。

ＦＸ２采用量子ＦＩＦＯ处理构架，其ＵＳＢ接口和应用环境可以直接共享ＦＩＦＯ，而微控制器则可不参与数据传输但允许以ＦＩＦＯ或ＲＡＭ方式访问这些共享ＦＩＦＯ，这样，就较好地解决了ＵＳＢ高速模式的带宽问题。

ＦＸ２有一个Ｉ２Ｃ兼容端口，当ＦＸ２作为主控制器，ＳＣＬ时钟频率为１００／４００ｋｂｐｓ时，该端口兼容Ｉ２Ｃ总线。一般情况下，该端口由两个内部控制器驱动：一个在程序加载时自动读取ＶＩＤ／ＰＩＤ／ＤＩＤ和配置信息；另一个是芯片中的８０５１，一旦开始运行，８０５１利用芯片中的Ｉ２ＣＴＬ和Ｉ２ＤＡＴ寄存器控制挂接在Ｉ２Ｃ总线上的外围设备。具体来说，系统上电时，ＦＸ２会通过内部逻辑监测Ｉ２Ｃ端口，如果发现有地址为０ｘＣ０ 或者是０ｘＣ２的Ｅ２ＰＲＯＭ，便在Ｅ２ＰＲＯＭ内部存储空间０ｘＣ０使用ＶＩＤ／ＰＩＤ／ＤＩＤ值或者把Ｅ２ＰＲＯＭ的内容加载到内部ＲＡＭ中。

２．３ 电路原理及设计

设计中可使用Ｉ２Ｃ总线实现ＵＳＢ控制器与图像传感器的连接，并选用Ｅ２ＰＲＯＭ（２４ＬＣ６５）作为代码存储器，然后通过ＦＸ２的Ｃ２方式加载固件程序。系统上电复位后，处于主模式的ＵＳＢ控制器将通过ＰＡ１输出启动信号，并经反向后传到图像传感器的ＰＷＤＮ，以使处于从模式的图象传感器开始工作。ＰＣＬＫ提供像素时钟，ＨＲＥＦ提供水平同步信号，ＶＳＹＮＣ提供垂直同步信号。这两个同步信号与图像数据的时序关系如图２所示。

ＶＳＹＮＣ会在一帧图像传输到控制器后触发ＩＮＴ０中断。因为数据量太大，本设计没有在ＩＮＴ０中断服务子程序中进行全部的数据处理，而是设置了一个标志位，并通过标志位的状态来在主程序中进行处理，这样就避免由于数据处理时间太长而使控制器无法响应其它中断。

ＵＳＢ控制器的ＦＩＦＯ处于从模式。控制器的端点设置为ＥＰ２—５１２ 四重缓存；ＥＰ６－５１２四重缓存，块传输模式。这样的设置可以满足系统要求。

３　接口程序设计

ＥＺ－ＵＳＢ ＦＸ２提供了丰富的中断资源，除内置８０５１中断资源外，ＦＸ２还为ＩＮＴ２和ＩＮＴ４提供了一个中断向量表，表中有２７个 ＩＮＴ２（ＵＳＢ）中断向量和１４个ＩＮＴ４中断向量。因此，在设计中，大部分工作都可通过中断服务子程序来完成。图３、图４分别是主程序流程和Ｉ２Ｃ ＩＮＴ中断服务子程序的流程图。

同ＥＺ－ＵＳＢ系列的其它控制器一样，Ｃｙｐｒｅｓｓ公司也为ＦＸ２提供了比较完备的开发套件ＣＹ３６８１。这个套件包括带１２８脚ＣＹ７Ｃ６８０１３的硬件开发板和相应的控制面板以及ＧＰＩＦ代码自动生成软件。因此可以非常方便地实现固件的开发。

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