0．引言
　　隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)理論的不斷發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理器的發(fā)展也是日新月異。不僅執(zhí) 行指令速度越來(lái)越快，而且其功耗也越來(lái)越低。許多儀器或檢測(cè)設(shè)備都不約而同地將DSP 應(yīng)用到那些數(shù)據(jù)量龐大而且需實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中。核信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也不例外，利用 DSP 可以實(shí)時(shí)有效地處理采集的信號(hào)，并將處理數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理。通常 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)下位機(jī)與上位機(jī)的通訊采用串口方式，這種方式不僅協(xié)議簡(jiǎn)單，而且連接方便。
　　但是這種方式的數(shù)據(jù)傳送速率不高，而USB 總線接口具有方便快捷、支持即插即用、可實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)通訊等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。USB 總線接口在USB1.1 協(xié)議下傳輸速率可達(dá)12Mbps ，USB2.0 協(xié)議下可達(dá)480Mbps ，完全可以滿足目前的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)對(duì)于 數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸速率越來(lái)越高的要求。因此在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中其通訊方式采用USB（Universal Serial Bus）總線接口方式。 USB 控制芯片采用Cypress 公司EZ-USB SX2 系列的CY7C68001 控制芯片，DSP 選用TI 公司的定點(diǎn)DSP 芯片TMS320VC5502。
　　1．CY7C68001USB 控制芯片介紹
　　CY7C68001 是由美國(guó)Cypress 公司開(kāi)發(fā)的高速USB 芯片，支持USB2.0 協(xié)議。其內(nèi)部 集成有USB 收發(fā)器（物理層）、USB 串行接口引擎SIE（鏈路層，實(shí)現(xiàn)底層通信協(xié)議）、4KB的FIFO 以及電壓調(diào)節(jié)器、鎖相環(huán)；可工作于全速（12Mb/s）和高速（480Mb/s）兩種傳輸模式， 支持8 位和16 位數(shù)據(jù)總線方式，具有同步和異步的FIFO 接口。CY7C68001 被用來(lái)與DSP、 ASIC、FPGA 等控制器連接實(shí)現(xiàn)USB 的功能，其內(nèi)部不含微控制器。同時(shí)CY7C68001 提供4 種傳輸方式（控制傳輸、中斷傳輸、批量傳輸和同步傳輸），可滿足用戶對(duì)各種傳輸方式的要求。由于該控制芯片內(nèi)不含微控制器，USB 的應(yīng)用層協(xié)議應(yīng)該由DSP 編程實(shí)現(xiàn)，USB 固件的加載必須靠DSP 控制CY7C68001 完成。
　　2．通訊接口系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
　　整個(gè)采集系統(tǒng)包括的部分有傳感器信號(hào)調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換電路、FIFO 數(shù)據(jù)緩沖單元、 DSP 控制器、FLASH 程序存儲(chǔ)單元、CPLD 邏輯控制單元、與上位機(jī)連接的USB 通訊單元。 其中與PC 機(jī)通訊的USB 單元硬件接口框圖如下圖所示。
　　
　　圖 1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與PC 機(jī)通訊的硬件接口框圖
　　由圖 1 可以看出，通訊部分主要由CY7C68001 USB 控制器、CPLD 邏輯單元、E2PROM、 TMS320VC5502 組成。由于整個(gè)系統(tǒng)所需的器件數(shù)目較多，由此帶來(lái)的邏輯控制較為復(fù)雜， 而DSP 的I/O 接口有限，故在系統(tǒng)中加入了CPLD 邏輯控制單元，用于產(chǎn)生電路中需要的 邏輯狀態(tài)。同時(shí)用CPLD 中還實(shí)現(xiàn)了寄存器功能，這部分寄存器用于表征USB 通訊時(shí)各種狀態(tài)信息，便于DSP 查詢。
　　CY7C68001 USB 控制器與TMS320VC5502 采用EMIF 連接方式，并將USB 控制器中 的存儲(chǔ)器配置到CE1 空間。同時(shí)采用異步讀寫(xiě)方式完成TMS320VC5502 與CY7C68001 之 間的數(shù)據(jù)和命令交換。系統(tǒng)中E2PROM 的作用是完成USB 控制器的描述表自舉。CY7C68001 控制器的自舉方式有兩種：EEPROM 和微控制器，本系統(tǒng)采用EEPROM 方式。