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前已经由硬件芯片实现。本设计主要针对芯片的应用,因此对协议本身不做太多介绍和研究。 2采集系统硬件设计 根据硬件的特点,设计了基于t1芯片组和fpga的ccd相机采集系统。系统结构如图1所示。 fpga选用altera公司的cyclone系列器件ep1c6t144c8,可以为ccd相机提供工作所需的驱动时序,同时接收经过a/d转换的ccd输出图像数据。 这里主要介绍1394接口的数据采集,fpga内部的ccd驱动逻辑暂时不介绍。本设计用于大量的数据的传输,因此使用tsb12lv32的dm端口来输入和输出数据。fpga与tsb12lv32的dm端口的逻辑电路如图2所示。 fpga内部采用异步fifo解决ccd输出数据频率和tsb12lv32采集频率不匹配的问题,写时钟由ccd输出位同步信号提供,写请求信号由fifo的满状态共同控制;读时钟由tsb12lv32的dmclk提供,读请求信号由dmrw。当tsb12lv32开始传输数据时,在fifo的满状态和tsb12lv32的dmdone引脚控制下,由ccd输出位同步信号将数据写入fifo;在dmwr的控制下,由d
-支持点对点及时通信 ⑸线缆供电-最多可提供 45w 的功率 ⑹支持等时和异步两种传输模式 二、1394 总线传输模块设计 外设与 pc 机的通信大致分为两种:并行方式和串行方式。并行端口比较复杂,需要许 多的软件方面的控制。相对而言,串行总线只有几根线组成,比并行总线简单,成本也低, 并且大部分串行总线都支持即插即用和热插拔,使用方便。目前应用较广的串行总线主要是 usb 和1394。本系统采用的是ieee1394a 异步传输方式,由ti 公司的1394 链路层控制器 tsb12lv32 和1394 物理层控制器tsb41ab3 组成。1394 总线可以提供8~40v dc 的电压 以及最高可达1.5a 的电流,足以满足整个系统的供电需求。 1、ieee1394 协议 为了简化硬件和软件的实现,ieee 1394 定义了4 个协议层: ⑴总线管理层——负责总线配置和每个节点的活动管理:1394 的各个节点都实现了总 线管理层,以支持包括总线配置,电源配置在内的多种功能,具体包含的功能取决于节点的 实际能力,如该节点是否为根节点。根据不同的应用场合,每个节点的总
系列的第三代处理器的升级版本的32 位浮点运算数字信号处理器,也是目前国内外使用最为广泛的浮点dsp 芯片之一。它有24 位地址总线和32 位数据总线,本设计中使用高17 位地址信号作为选通信号,低7 位地址信号作为输出给链路层芯片的有效地址信号,低16 位数据总线作为有效数据信号,h1 是37.5mhz 时钟信号。tms320v33 读写外部寄存器时序如图2。 2.2 链路层控制器 目前能提供 1394a 链路层控制器芯片的厂商有很多,芯片种类也很多。而其中ti 公司生产的tsb12lv32 功能全面,应用广泛。它是一款高性能通用1394a 链路层控制器,它主要实现1394 链路层协议。图3 和图4 是1394 链路层芯片tsb12lv32 的握手模式读写时序图。其中bclk 代表时钟信号输入,最大工作频率是60mhz;mwr 代表读写使能信号输入,高电平时读使能有效,低电平时写使能有效;mcs 代表选通信号输入,低电平有效;mca 代表选通应答信号输出,低电平有效;ma 代表地址信号输入;md 代表双向数据信号;另外coldfire,m8bit/siz0,mcmode/siz1
设计,并配备了sdram作为大容量数据缓冲,用flash来存放软件。1394节点都是通过1394总线连接的。主控计算机上的1394节点(已设为根节点)通过1394总线与网络中其他某个设备上的1394节点(已设为叶节点)相连的整体框图如图2所示。左侧为根节点架构,右侧为叶节点架构。叶节点的架构与根节点的架构是类似的,但由于只有根节点与主控计算机连接,而叶节点不与主控计算机相连,所以叶节点并不需要pci总线。 图2 主控计算机上的1394节点架构 ieee1394接口采用的是链路层芯片tsb12lv32和物理层芯片tsb41ab3。tsb41ab3是支持3个线缆接口的物理层芯片。tsb12lv32是一款支持ieee1394a总线标准的高性能通用链路层芯片,最高传输速率为400 mb/s[5],本网络可采100 mb/s、200 mb/s、400 mb/s来进行数据的传输。tsb12lv32为后端提供了主机接口,系统中powerpc采用主机接口完成寄存器的配置和异步流包的传输。tsb12lv32还为powerpc提供了中断输出int和可编程状态stat[0:2],用于总线复位、传输错误和内部fi
表明,经过5~10次的迭代就能取得较为理想的效果。上述过程示意图以及成像效果如图3和图4所示。 2.3 图像传输模块 本系统图像传输模块采用ieee1394高速串行总线。1394总线支持点对点通信、即插即用和热插拔,有等时和异步两种传输模式,速率高达400mbps,最大有效距离为4.5m。1394线缆可以提供8v~40v的dc电压以及最高可达1.5a的电流,完全满足整个系统的供电需求。该模块主要包括链路层和物理层两个控制器。 2.3.1链路层控制器(llc) tsb12lv32具有2kb的通用接收fifo(grf)与2kb的通用发送fifo(atf),支持异步传输与等时传输。微控制器接口支持8/16位的数据宽度,工作时钟最高达60mhz。tsb12lv32提供dma方式,待发送数据边读取边传送,传输效率较高。 2.3.2 物理层控制器(plc) tsb41ab3提供三个1394端口,3.3v单独供电,符合1394a标准,支持等时传输和异步传输,支持100/200/400mbps的传输速率,可以与tsb12lv21、tsb12lv31、tsb12lv32、ts
支持传输速率:400Mbit/s,200Mbit/s或100Mbit/s;2KB通用接收FIFO(GRF);可编程微控制器接口具有8位或16位数据总线,多种操作方式,包括突发模式,和时钟频率至60MHz;在时钟频率25MHz时,8位或16位数据传送器端口(DM端口)支持同步,异步,异步流式传输/接收来自1个非缓冲端口;4通道支持同步传输,从无缓冲的8/16位数据传送器端口;单3.3V电源操作具有5V容错用于DV偏置终端