一種基于USB的視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計

1、    一種基于usb的視頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計    范超趙琳李真摘要：該文設(shè)計一種基于usb的視頻傳輸系統(tǒng)。首先對usb接口的工作原理進行簡要介紹，在此基礎(chǔ)上進行基于pdiusbd12芯片的usb總線設(shè)計，并使用fpga進行系統(tǒng)控制實現(xiàn)與pc機的信息交互。關(guān)鍵詞：視頻傳輸；fpga；usb：tp311 ：a ：1009-3044（2017）14-0216-021系統(tǒng)硬件總體架構(gòu)本系統(tǒng)采用p89c52控制芯片和pdiusbd12接口芯片完成fpga與pc之間的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸部分主要包括fpga與usb之間的數(shù)據(jù)交換和usb與pc之間的數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)總體通信

2、結(jié)構(gòu)如圖1所示。如圖1所示，fpga通過usb接口與pc進行通信，usb接口由微控制器p89c52和pdiusbd12接口芯片組成，p89c52通過p2口與fpga做并行數(shù)據(jù)通路。fpga通過寫選通信號控制p89c52讀取數(shù)據(jù)，需要讀取數(shù)據(jù)時fpga給p89c52寫選通信號有效，p89c52讀取fpga內(nèi)部fifo中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)讀取完成后fpga寫選通信號變?yōu)闊o效。usb接口為主從模式，usb與主機的數(shù)據(jù)傳輸均需由主機端發(fā)起。接口控制芯片響應(yīng)主機的讀數(shù)請求，一旦收到主機的讀數(shù)請求，接口控制芯片將數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)寫入pdi-subd12接口芯片的端口1。pdisubd12和89c52單片機之間

3、的連接如圖1所示（圖中部分信號未列出）。2系統(tǒng)軟件總體設(shè)計系統(tǒng)軟件主要由固件程序，驅(qū)動程序，和pc端應(yīng)用程序組成，其中固件程序是完成數(shù)據(jù)傳輸功能的核心，固件程序運行于p89c52支持usb協(xié)議。固件程序主要由以下三部分組成：1）初始化單片機和所有的外圍電路；2）主循環(huán)；3）中斷服務(wù)程序。圖2為主程序流程圖，如圖所示，系統(tǒng)上電后接口控制器（p89c52）首先進行初始化，然后向主機發(fā)出連接usb命令，主機收到接口控制器發(fā)送的連接請求后讀取設(shè)備描述符，并根據(jù)設(shè)備描述符，啟動相應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，完成usb總線連接。然后主程序進入循環(huán)，運行控制子程序，數(shù)據(jù)傳輸功能由中斷服務(wù)程序完成。根據(jù)usb協(xié)議，us

4、b數(shù)據(jù)傳輸均由主機發(fā)起，主機首先向pdiusbd12發(fā)送令牌包，pdiusbd12接收到主機發(fā)送的令牌包后向接口控制器發(fā)中斷，接口控制器響應(yīng)中斷進入中斷服務(wù)程序后，首先讀pdiusbd12的中斷寄存器，判斷usb令牌包的類型，然后執(zhí)行相應(yīng)的操作。中斷服務(wù)程序在整個程序體中非常重要，主要負責(zé)修改中斷變量聯(lián)合體和填充控制結(jié)構(gòu)體的值，以便主循環(huán)能根據(jù)標志變量聯(lián)合體中的標志變量的變化來執(zhí)行具體的程序。對于總線復(fù)位和掛起改變，程序只修改其對應(yīng)的標志位，但對于其它標志變化，如控制輸入輸出、端點輸a/輸出還需要執(zhí)行相應(yīng)的程序，以完成數(shù)據(jù)傳輸。pdiusbd12收到數(shù)據(jù)包后向接口控制器發(fā)送中斷請求，接口控制器

5、響應(yīng)中斷，在中斷服務(wù)程序中讀取pdiusbd12內(nèi)部緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，同時清空pdiusbd12的內(nèi)部緩沖區(qū)，并修改相應(yīng)的標志位。圖3為中斷服務(wù)程序的框圖。接口控制器通過向pdiusbd12發(fā)送命令和數(shù)據(jù)實現(xiàn)與pdiusbd12的通信。pdiusbd12有初始化命令字、數(shù)據(jù)流命令字和通用命令字三種命令字。接口控制器首先向pdi-usbd12發(fā)送命令字，根據(jù)不同命令字的要求再發(fā)送或讀出數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)將每種命令字設(shè)計為命令函數(shù)，通過函數(shù)調(diào)用實現(xiàn)各個命令字的發(fā)送。當(dāng)接口控制器給pdiusbd12的端點緩沖區(qū)發(fā)數(shù)據(jù)時應(yīng)首先判斷緩沖區(qū)是否為空，否則如果主機還沒有將上一個包的數(shù)據(jù)從pdiusbd12讀走，接口控制器又將另一個包寫進pdi-usbd12的緩沖區(qū)時會覆蓋掉以前的數(shù)據(jù)。判斷緩沖區(qū)是否為空的程序如下。3結(jié)論本設(shè)計方案已經(jīng)經(jīng)過了硬件驗證，達到了預(yù)定的設(shè)計要求，實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)量的實時傳輸且具有良好的靈活性和擴展性。 電腦知識與技術(shù)2017年14期電腦知識與技術(shù)的其它文章基于ds18820與at89s51的溫度測量儀設(shè)計基于android平臺校園眾包app的設(shè)計與實現(xiàn)基于快速開發(fā)技術(shù)的