基于CY7C68033和TMS320DM6437芯片实现高速图像采集处理系统的设计

基于CY7C68033和TMS320DM6437芯片实现高速图像采集处理系统的设计

1 引言

2 图像采集系统硬件设计

2．1 系统硬件设计架构

2．2 USB接口设计

图2是该高速图像采集系统的USB接口电路连接图。

图2中，CY7C68033的PA3～PA2引脚作为地址线与TMS320DM6437 DSP的HCNTL［1:0］相连，用于选择HPI的寄存器与工作模式；FD［15:0］作为16位数据总线与HPl的数据总线HD［15:0］相连，用于交换数据；CTLx引脚为GPIF的输出控制信号，RDYO引脚为GPIF的输入控制信号。由于访问HPI寄存器需两次半字传输，因此使用 CY7C68033的CTL0引脚进行控制。TMS320DM6437的HR／W接至CTL1，用来作为读／写选择标志；HDS1与CTL2相连，作为数据选通信号。HRDY与输入信号线RDYO相连，用于查询HPI接口状态，GPIF通过监测该信号以控制内部存取操作。TMS320DM6437的 HINT与CY7C68033的INT0引脚相连，DSP复位时HINT引脚启用，该引脚也用于DSP向CY7C68033发送外部中断请求。另外，TMS320DM6437的HCS3引脚接地表示可对HPI进行连续存取操作。

3 图像采集系统软件设计

USB设备的软件开发包括设备固件、设备驱动程序以及应用程序3方面设计。

3．1 设备固件

设备固件设计是由主程序和中断处理程序2部分组成，其中，主程序负责系统外设器件的互联以及初始化设置USB端口等。系统上电时，通过 USB电缆将固件程序下载到CY7C68033的内部RAM，为了传输可靠，固件程序下载采用批量传输方式。由于系统要求快速持续传输大量数据，因此采用同步传输方式。

3．2 USB设备驱动程序

USB设备驱动程序设计一般采用Windows DDK（devicedriver kil）设计，但由于DDK的复杂性和调试难度，难以开发稳定完善的USB驱动程序。因此，这里选用NuMega公司的开发软件DriverWorks，它是以面向对象的思想完全封装DDK的所有库函数。

通过DriverWorks提供的类，编写大部分驱动程序。最重要的是DriverWorks提供对USB总线的封装，这样大大简化对USB总线的操作接口。DriverWorks通过向导生成USB驱动程序的框架，并利用KDriver、KPnpDevice、KpnpLowerDe-vice等类简化 WDM（Win32 driver module）驱动程序编程，它们分别对应的封装是WDM中的PD0、FD0、FiD0。每一个WDM驱动程序都有一个入口函数AddDevice，当 PC机监测到USB接口中接入新设备时．立刻调用入口函数AddDevice并且创建设备的PD0，接着将其保存到函数参数指针中。成员函数 AddDevice同时创建另外一个设备对象FD0．它被KPnpDevice封装。对WDM总线驱动程序的上层接口通过KpnpLowerDevice 类实现FD0和PD0之间的连接，同时它也提供对PD0的操作接口。对USB客户驱动程序从KLow-erDevice类派生出的 KusbLowerDevice类封装USB的底层设备对象，通过其接口操作USB总线的驱动程序。

3．3 客户应用程序

4 实验验证

DSP系统采集图像后将数据发送至USB端口，主机应用程序打开设备，先从设备读取设备描述符和通道信息，接着读取USB端口数据。采用BUS HOUND监控USB端口数据流，如图3所示。从图3看到：从USB端口读取的数据包括设备描述符数据、通道信息数据，以及从USB端口写入的数据块。实验测试数据传输率达29．5 MB／s，1 s能够传输15帧未经压缩图像，完全满足高速图像传输要求。

5 结束语

高速图像采集系统DSP通过CY7C68033的底层驱动以及简单实用的编程结构，可方便建立上层PC机与DSP之间的USB通信信道。

根据DSP的HPI接口读／写控制时序，连接CY7C68033的GPIF接口，将HPI接口的各个寄存器映射为CY7C68033的外部地址，使得 CY7C68033能够方便读写DSP内部RAM，从而建立基于USB2．0接口的PC机与DSP之间的高速图像采集通信通道。

该系统设计充分利用USB的即插即用功能，高速图像采集设备操作方便快捷，因此具有高使用价值。

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