基于EZ－USB的电脑眼接口设计

文章摘要：2.1 电脑眼的USB单片方案本文中电脑眼的传输速度为9帧/s,发送一场图像数据约111ms;而USB采集一场图像数据约108ms,电脑眼发送图像数据和USB接收图像数据的时间基本相当。根据EZ-USB 2131Q和电脑眼的总线其传输速率,可以利用外接存储器来实现各功能块的接口,电脑眼与EZ-SUB接口框图如图2所示。电脑眼通过8位数据线传输数据,如果保持电脑眼数据的连续传输,就用场同步和象素同步作为控制信号。EZ-USB2131Q具有8位输入输出数据线,多功能口可用来接收和发送控制信号,其地址线在快速传输模式下不可用。芯片每帧从外部存储器取数1023字节,在电脑眼与EZ-USB 2131Q接

基于EZ－USB的电脑眼接口设计,标签：接口技术,微机原理与接口技术,http://www.88dzw.com

　　2.1 电脑眼的USB单片方案

　　本文中电脑眼的传输速度为9帧/s,发送一场图像数据约111ms;而USB采集一场图像数据约108ms,电脑眼发送图像数据和USB接收图像数据的时间基本相当。

　　根据EZ-USB 2131Q和电脑眼的总线其传输速率,可以利用外接存储器来实现各功能块的接口,电脑眼与EZ-SUB接口框图如图2所示。电脑眼通过8位数据线传输数据,如果保持电脑眼数据的连续传输,就用场同步和象素同步作为控制信号。EZ-USB2131Q具有8位输入输出数据线,多功能口可用来接收和发送控制信号,其地址线在快速传输模式下不可用。

　　芯片每帧从外部存储器取数1023字节,在电脑眼与EZ-USB 2131Q接口时,如果利用一个2KB的异步FIFO,电脑工作如下：在电路加电后,电脑眼的场同步控制信号时FIFO进行初始化,然后电脑眼的象素同步信号选通FIFO的读数据端口,将电脑眼采集的图像数据写入FIFO;当FIFO中的数据量达到1KB时（即半满时）,FIFO自动对半满标志端口置位,EZ-USB2131Q芯片内的控制指令在USB的帧中断时检测到半满标志位后,发出快速读数据控制信号,从FIFO中取出1023个字节的图像数据存入芯片内部的缓冲中。因电脑眼一场图像的分辨率是384×287象素,一场图像数据为110208（1023×107+747）字节,在取完1023×107字节数据后,芯片在USB的下一帧中断时检测不到FIFO半满置位标志。为了保证电脑眼不中断地采集数据而只能舍弃剩余的747字节的数据,并且新的场同步信号的到来又会对FIFO进行初始化,开始存入新一场图像数据。这一接口电路虽然简单,能实现图像显示,但通过USB口所显示的图像不完整。因此,设计了基于外接RAM的单片方案。

　　2.2 基于外接RAM的单片方案

　　介于上述接口方案存在的缺陷,即要保证电脑眼不间断采集数据又要保证EZ-USB 2131Q芯片能获取一场图像的全部数据,可以采取如图3所示的另一种单片方案。上面提到过,电脑眼一场的图像数据是110208字节,要存入一场图像数据就需要一个128KB的RAM。为了保证电脑眼不间断地连续传输,在此单片方案中利用一个多路转换器对两个128KB的RAM进行切换,分别存入电脑眼连续采集的两场图像数据。外接RAM的电路中,包含有3大功能块：两个128KB的RAM组成存储功能块、两个地址发生器及一个多路转换器,如图3所示。存储功能块用于存储电脑眼的一场完整图像数据,地址发生器用于存储器的地址选择,多路转换器用于切换对存储块的工作路径。

　　多路转换器是利用电脑眼场同步信号来进行切换的,其切换频率与电脑眼的场同步信号的频率相当。在多路转换器中,当电脑眼的场同步信号到来时,一路选通RAMA并同时对RAMA写选通,另一路选通RAMB并同时对RAMB读选通。A地址发生器由电脑眼的象素同步信号触发,由此产生的地址信号被接入RAMA的地址端,并将电脑眼采集的一场图像数据写入RAMA中,A地址发生器对RAMB是不选通状态。在EZ-USB芯片端,芯片快速读控制信号触发B地址发生器,产生的地址信号接入RAMB地址端。此时B地址发生器对RAMA是不选通状态,这样USB芯片就能从RAMB中读取完整的一场图像数据。在芯片读取下一场图像数据时,上述过程正好相反,电脑眼向RAMB中写入数据,EZ-USB芯片从RAMA中取出数据。

　　2.3 基于RAM单片方案的软件流程

　　如上所述,EZ-USB 2131Q芯片采用了一种基于RAM的方案,实现数据格式转换的程序并未固化在芯片中,是一种软硬结合的固件（FIRMWARE）。当器件插入USB口时,主机对器件进行轮询,获取了器件的ID号后,系统程序将FIRMWARE下载到芯片内部,执行数据格式的逻辑转换。FIRMWARE结构如图4所示。其中：TD_Init()：用于初始化FIRMWARE的全局状态变量;TD_Poll()：反复调用,用于执行用户的外设功能;TD_Suspend()：此函数可以使器件进入低功耗状态;TD_Resume()：此函数用于响应外部恢复事件,使器件恢复正常工作状态。

上一页  [1] [2] [3]  下一页