基于TMS320C6713控制的USB数据存储系统设计

1 引言

全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)的反射信号(GPS—R)接收机根据海面的反射信号，结合电波对海面、海浪的散射理论，可获得海面平均高度、浪高、海面风力等信息，还可监测和分析高纬地区的冰层厚度、海洋盐度等参数，因此，GPS-R是近十多年来迅速发展的一种空基海洋遥感技术，具有广泛的应用前景。在设计GPS-R接收机时，为了减少重量．在机载和星载条件下不允许有显示设备，而高纬地区一20℃的温度会使液晶显示器失效，这些都要求将采集、压缩后的数据存储到U盘或硬盘中，并带回基站进一步处理。

Texas Instruments(简称TI)公司的DSP具有高速运算性能，在数据采集与处理、工业控制和语音、图像通信等领域有着广泛的应用。通用串行总线(Universal Serial Bus，简称USB)是一种新型接口技术，具有设备自动识别功能，可自动安装驱动程序和配置，可支持不同速率的同步和异步传输方式，且接口体积小巧，可支持热插拔和即插即用等优点，因而得到广泛应用。由USB规范可以看到，在USB的拓朴中居于核心地位的是计算机主机，每一次的数据传输都必须由主机控制。但是，随着DSP应用领域的日益发展，USB外设的应用范围也随之扩大，因此迫切需要实现DSP对USB的外设控制。为此介绍了TMS320C6713的基本特点及USB嵌入式主控制器SL811HS的基本结构和性能，给出USB存储系统的硬件连接图和软件设计方案。利用TMS320C6713的外设资源，系统实现与SL8lHS的连接，而且系统稳定性高。

2 硬件设计

2．1 主要器件介绍

TMS320C6000系列是TI公司推出的运算能力最强的处理器，它采用了VLIW的体系结构及流水线技术，具有两级cache缓存结构，而且运行速度快，精度高。TMS320C6713是该系列的32位浮点DSP，其最高工作主频可达300 MHz，处理速度高达2 400 MI／s，片上共有264 KBx8位存储器，其中含有4 KBx8位L1Pcache,4：KBx8位L1Dcache和256 KBx8位L2RAM／cache：片上外设资源丰富，其中含有两个McBSP、两个McASP、两组：I2C总线、一组GPIO、两个32位通用定时器、一个16位主机接口HPI。此外，TMS320C6713还有32位的EMIF总线，分为4个存储空间(CE0～CE3)，每个存储空间的寻址范围为256 M字节，可访问8位、16位或32位数据宽度，每个空间均可与SDRAM，SBSRAM及异步外设实现无缝接口。

设计中，采用EMIF总线控制SL811HS。该器件是Cypress公司推出的遵循USBl．1规范的具有主／从两种工作模式的USB控制器，支持微处理器、微控制器或DSP的USB接口设计，可按DSP的要求自动将数据整合为USB协议数据包传输的数据。其特点是：①基于内部集成的全／低速传输引擎(SIE)所产生的USB串行接口功能，可自动检测总线速率．支持全速12 Mb／s和低速1．5 Mb／s设备；②具有8位双向数据总线，能较为简单地与DSP连接。片内256字节的SRAM用于数据传输和支持乒乓操作，其中16字节用于工作寄存器；③自动产生SOF和CRC5／16，简化软件工作量；④在完成传输事务或有外部设备接入时中断寄存器触发中断，通过写入中断寄存器可清除中断；⑤为提高电路的稳定性，时钟发生器外接48 MHz晶体振荡器，其工作电源为3.3 V，接口可承受5 V的工作电压，并可与多种器件相连。

图1给出SL811HS的原理框图。与目前的ARM+内嵌USB、FPGA+操作系统+内嵌USB接口相比，因它是由DSP控制的嵌入式主控制器，可以快速存储数据，能最大限度地利用DSP的外设资源，适合非PC设备的应用。

2．2 系统硬件接口设计

设计中使用TMS320C6713控制SL811HS存储数据。图2给出其总体硬件框图。其中，电源部分可产生3．3 V和5 V电压：数据采集部分采集数据，然后将数据送至TMS320C6713进行相应的算法处理。Flash ROM器件采用SST39IF800A，将初始化、算法和控制程序烧写到ROM内，上电后即可初始化CSL和各寄存器。采用HY57V641620HGT一7作为SDRAM，用于暂存经过处理压缩后的数据。

图3给出SL811HS与TMS320C6713的硬件连接原理图。使用EMIF总线中第2个存储空间CEl，其数据总线低8位EDO～ED7与DO~D7相连；EA2与A0相连；读写信号、复位信号及中断信号与TMS320C6713相应的信号位相连，其中SL81lHS外接48 MHz晶体振荡器。

作者：黄怡超，王婉苓，柳青，严颂华 来源：国外电子元器件