本文介绍了一种利用DSP处理DM642、CPLD及USB芯片等器件构造的带有USB接口的图像采集和处理系统。设计了USB通信接口的硬件电路,在DSP/BIOS架构上编写了USB的固件程序和主机端的设备驱动程序。该系统可用于香烟包装流水线上的条包检测等对生产速度要求较高的工业流程领域。
《图像采集与处理系统的USB通信接口设计》这篇文章探讨了如何构建一个基于DSP处理的图像采集与处理系统，该系统特别引入了USB通信接口，适用于高速生产环境，如香烟包装流水线上的条包检测。系统设计的核心是利用TI公司的TMS320DM642 DSP处理器、视频解码器、CPLD(EPM240)以及USB芯片EZ-USB SX2，以实现高效、灵活的图像处理和传输。
1. 系统架构
系统采用嵌入式设计，由DSP处理器负责视频数据的采集与初步处理，通过视频口VP接收解码器输出的视频流，利用EDMA（Enhanced Direct Memory Access）技术将数据搬移到SDRAM中。CPLD则用于实现系统逻辑控制，USB接口用于与工控机的数据交互。当检测到不合格产品时，DSP通过USB接口将图像信息实时传输至工控机，以便进一步分析和统计。
2. DSP处理器
TMS320DM642是一款高性能的定点数字信号处理器，具备500-720MHz的主频，其L2存储器结构和视频口VP使得数据传输和处理更为高效。此外，集成的EDMA控制器减轻了CPU负担，提高了数据传输效率。
3. USB通信接口
EZ-USB SX2芯片提供了USB2.0收发器、串行接口引擎SIE和FIFO，SIE可以处理大部分USB协议，但应用层协议需由DSP实现。系统中，USB接口的地址空间被分配给不同的端点，中断信号和状态信号通过CE1空间的EPM240G进行管理，确保了数据交换的稳定性和实时性。
4. 软件设计
在DSP端，软件基于DSP/BIOS操作系统，包含设备驱动和应用模块。设备驱动负责硬件控制，而客户应用程序则实现具体功能。DSP/BIOS提供实时任务调度，确保系统响应速度满足高速生产环境的需求。
总体来说，这种设计克服了传统采集卡的不足，如安装不便、不支持热插拔等问题，同时，通过USB接口实现了高速、实时的图像传输，提高了生产线的检测效率和准确性。在烟草制造业等对生产速度要求高的领域，这样的系统具有显著优势。
