(3)片上的串行接口处理机(SIE)完成大部分的USB协议操作,使用户可以摆脱复杂的协议细节,简化了用户配置代码,加快了开发过程。

(4)内嵌增强型8051处理器,兼容8051指令系统;一个指令周期仅需四个时钟周期,可提供标准8051三倍以上的处理能力;双数据指针,方便数据块搬移;使用片内RAM作为数据/程序存储器,非复用数据/地址总线,使程序执行速度更快,并且其同外部器件的连接更加简单。

(5)休眠模式可以降低系统功耗,延长器件的使用寿命。

AN2131Q的功能框图如图1所示。

TMS320C54XX DSP和USB接口芯片AN2131Q的接口软硬件设计

USB收发器和PC机的接口只有四根导线:+5V、GND、D+、D-。数据以12Mb/s的全速信号或者以1.5Mb/s的低速信号在D+和D信号线上差分传输。收发器固化在芯片上,不需要外部电路,最多只需要用来选择全速或者低速的上拉电阻。

串行接口引擎(SIE)通过包排序、信号产生及检测、CRC产生及校验、NRZI数据编码、位填充以及包标识产生及解码等功能块处理USB通信协议,并保证传送到USB电缆上的数据字节以LSB开头。

AN2131Q采用通用的8051微控制器及片上RAM,其编程语言为51系列单片机的通用语言,使用方便。

2 、TMS320C54XX DSP和AN2131Q接口芯片的硬件连接

TMS320C54xx DSP芯片选用TI公司的TMS320VC5409,Tms320VC5409是定点DSP芯片,它使用改进的哈佛结构,8级流水线操作,最高速度可以达到166MIPS。

在AN2131Q芯片和TMS320C54xx DSP芯片之间采用FIFO(First In First Out SRAM)芯片连接,可以使USB接口芯片和DSP之间的最大数据交换速度超过USB总线的速度,使之不成为数据传输的瓶颈,从而使DSP和主机间的数据传输速度只受USB协议限制。

由于AN2131Q芯片内嵌8位8051处理器,所以使用两片8位FIFO芯片实现USB接口和DSP之间的双向通信。FIFO选用具有1K×9bit内存的IDT72V02。从AN2131Q或者DSP传输的数据首先保存在FIFO中,然后再由DSP或者AN2131Q读走,从而使得数据的传输不会出现堵塞情况,其硬件连接框图如图2所示。

由于选用的FIFO只有双端数据总线和状态信号,没有地址总线,所以DSP采用I/O译码方式访问FIFO。FIFO状态信号有空(EF)、半满(HF)和满(FF),它们都是低有效。合理利用这三个信号可以很有效地提高FIFO的读写效率。例如利用HF,如果其无效,表示FIFO中的数据没有达到半满,此时不用查询FF就可以向FIFO中写入一块数据,只要数据块的大小等于或小于FIFO容量的一半,FIFO肯定不会满溢出。这样就可以大大提高FIFO的写入速度。