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请问怎样去设计一种DSP的接口？

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 无线实时视频系统是由哪些部分组成的？无线实时视频系统的工作原理是什么？怎样去设计一种DSP的接口？ 0
2021-5-28 06:54:16　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × Dockert 该类别下有 10 个回答。邀请回答 cmh22 该类别下有 10 个回答。邀请回答 testd012 该类别下有 9 个回答。邀请回答 wupei1024 该类别下有 9 个回答。邀请回答报纸弟弟麦花该类别下有 9 个回答。邀请回答 nvhwyrwerw 该类别下有 9 个回答。邀请回答 tutu10 该类别下有 9 个回答。邀请回答 milly888 该类别下有 9 个回答。邀请回答 scmywkf 该类别下有 8 个回答。邀请回答 st94wo 该类别下有 8 个回答。邀请回答 04860860686 该类别下有 8 个回答。邀请回答 vtwterwer 该类别下有 8 个回答。邀请回答 kingnet_52040 该类别下有 8 个回答。邀请回答 wyerwwr 该类别下有 8 个回答。邀请回答 hanyan533 该类别下有 8 个回答。邀请回答 LDF7803 该类别下有 7 个回答。邀请回答 zhuo85 该类别下有 7 个回答。邀请回答宋小辉1 该类别下有 7 个回答。邀请回答 73723fsdfw 该类别下有 7 个回答。邀请回答 asd008 该类别下有 7 个回答。邀请回答举报张强相关推荐 • 请问怎样去设计一种SPI接口？ 1076 • 请问怎样去安装一种HSPICE-ADE接口？ 1890 • 请问怎样去设计一种LCD驱动SSD1770的接口？ 1499 • 请问怎样去实现一种基于FPGA的矩阵运算？ 1515 • 怎样去设计一种差分放大电路 1804 • 请问怎样去设计一种基于gmid的模拟电路？ 922 • 请问一下怎样去设计一种基于stm32f103的数字示波器呢 1263 • 请问一下怎样去设计一种基于单片机的烟雾报警器？ 1575 • 请问怎样去设计一种远距离RFID天线？ 2068 • 请问怎样去设计一种DM642芯片视频驱动程序？ 1291 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 　　引言　　目前，无线射频芯片多数应用于传输控制信号或静态图像．数据吞吐量不大，一般情况下未能充分发挥射频芯片所具有的高数据传输率的特点。随着半导体制造技术的提高，出现了具备Mbps级的空中数据传输率且功耗很低的射频芯片，使连续传送多幅图像成为町能。另外，无线通信技术发展迅速，人们不再满足于实现音频和图像的无线传输，对无线视频的要求也开始出现，因而，采用高速射频芯片的视频系统将是未来数字无线通信的一大热点。　　对于数字视频（实际上是每秒包含多幅图像），国际上已经制定了各种显示标准，如QCIF（176×144）、QQVGA（160×120）、QVGA（320×240）、CTF（352×288）、VGA（640×480）、SXGA（1 280×1 024）等。目前，高分辨率视频的无线传输在技术上还不现实，也没有必要，因为高分辨率意味着大面积的显示材质，通常在便携式无线通信设备中只要求达到一定的显示面积即可，所以低分辨率的QCIF和QQVGA在可拍照手机、数码相机、PDA等设备中最为流行。　　本无线系统正是基于高速率射频芯片的视频通信系统，且具备即时拍摄功能；在视频（连续）模式下采用QQVGA的分辨率传输视频数据，为160×120（@13fps），基本上能达到实时视频的日的。在实际应用中，用户可以在接收端的LCD中观看（远处的）发送端附近的景物。当见到感兴趣的景物时，按下按钮稍等片刻，即可得到1．3M像素的图像，方便实用。为简化设计，该系统只用了8位色深和RGB的数据格式，且未采用CCD摄像芯片，也未使用FPGA芯片进行逻辑控制，节省了成本。　　下面着重讲述以TMS320VC5402 DSP为控制核心的无线视频通信系统，详细描述DSP与摄像芯片以及DSP与射频芯片这两大部分的接口设计，分析设计中的要点，最后给出部分DSP汇编代码。　　1 无线实时视频系统的组成与工作原理　　1．1 OV9640摄像芯片简介　　OV9640是美国OmniVision公司推出的高性能片CM0S图像传感器芯片．支持130万像素的图像拍照和多种分辨率，包括l280×960、VGA、QQVGA、CIF、QCIF等及多种数据输出格式，如Raw RGB、YUV（4：2：2）、YcbCr（4：2：2）等；支持8位或16位数据输出；通过SC-CB接口对其编程，可实现图像处理的各种基本功能，譬如曝光控制、白平衡、色彩饱和、伽马控制等；芯片电压要求低，可应用于嵌入式移动设备。　　1．2 nRF24L01射频芯片简介　　nRF24L01是挪威Nordic公司的单片无线GFSK收发芯片，工作于2．4～2．5 GHz的ISM频段，无线传输率最大为2Mbps，与MCU采用SPI接口进行控制和数据传输。相比其上一代产品nRF2401，nRF24LOl的性能更为优越，功耗更低。它最多能支持6路数据通道，且每条通道均支持Enhanced ShockBurst（ESB）技术，具备自动应糟（AACK）和自动重发（ART）功能，减轻了MCU的负担，降低了无线数据的丢包率，提高了双向传输的效率。在开启ESB的情况下，nRF24L0l发送完数据包后将自动切换到接收模式以等待对方的应答．并会根据寄存器的设定来实施自动重发。　　1．3 系统硬件电路　　硬件电路由发送（获取）端和接收（存储显示）端两大部分组成，通过高速RF芯片实现在2．4 GHz频段的无线链接。发送端以TMS320VC5402 DSP作为控制核心，OV9610摄像头芯片作为视频（或图像）获取前端，AT29LV1024 Flash ROM作为DSP自举程序存储芯片，K4S161622H IMB容量的SDRAM作为程序运行空间以及视频数据缓冲，视频数据最终通过射频芯片nRF24LOl发射出去；接收端的硬件结构基本上与发送端一致，将前端的OV9640改换成后端的LCD显示即可。　　1．4 系统工作原理和流程　　1.4.1 发送端工作于视频流模式　　发送端由DSP作为核心控制芯片。DSP上电初始化，通过BootLoader把Flash ROM中的代码加载到SDRAM中，实现系统的高速运行以加快数据的处理速度，并将HPI接口设定为通用I／O。然后，通过McBSPO缓冲串口将nRF24L0l设定为发送模式，把含有预定地址的数据包发送出占以检测接收端，nRF24L01会自动切换到等待应答信号的模式。若存在正确的接收端（地址相符），则nRF24L01通过INTO中断通知DSP，使DSP重新将nRF24L01设定为发送模式，并立即对OV9640初始化，通过McBSPl缓冲串口来实现SCCB总线，启动摄像头并设定为连续帧模式。此时的分辨率为标准QQVGA，即160×120（@8bit），最后，DSP把从D［7：O］获得的8位并行数据转化为串行格式，通过SDRAM缓冲和McBSP0送给　　nRF24L01，将视频数据发射出去。若没有检测到正确的接收端（没有INTO中断发生），则DSP会一直等待INTO发生或直到用户关闭电源。　　1．4．2 发送端工作于拍摄模式　　在视频流传输过程中，nRF24LOl可以同时监听空中信号并自动应答。若收到来自接收端的拍照通知（按下按钮），则把OV9640设定为标准拍摄模式，分辨率为l280×960（@8bit）。然后，DSP将nRF24L01设定为发送模式，并将此时的帧数据发送出去。图像数据发送完成并等到接收确认信号后，系统将重新回到视频流模式。若接收不成功，则nRF24LOl的自动重发功能将确保数据传输的完整性。　　1.4.3 接收端的工作流程　　接收端上电初始化的情况基本与发送端一致，但要将nRF2dL01（按预定地址）设定为接收模式以接收检测信号。检测到相符的地址后，nRF24L0l的自动应答功能会发送应答信号给发送端以确认收到信号，此时双方“握手”成功。接着，通过INTO中断通知DSP，使得DSP重新将nRF24LOl设定为接收模式以接收来自发送端的连续视频流，并且打开LCD模块准备显示视频。最后DSP通过SDRAM缓冲视频流，送给LCD显示（若LCD等其他后端模块为并行接口，则需要将数据转化成并行数据格式）。至此，系统已经能实现实时视频数据的无线传输，实时视频流的分辨率为QQVGA60×120（@13fps）。　　在视频流的显示过程中，若用户按下拍照按钮，则产生INTl中断通知DSP，DSP会将nRF24LOl设定为发送模式并发送拍照通知信号。收到应答信号后，nRP24L0l返回接收模式准备接收图像数据，接收完成后会自动发送确认信号以表示图像数据接收成功。最后，DSP将图像数据交由后端模块处理。至此．系统实现了图像的无线拍摄功能，拍照效果为1280×960（@130万像素），基本上能满足拍照要求。　　2 DSP的接口设计　　2.1 DSP与OV9640的接口设计　　该芯片使用OmniVision公司自主开发的SCCB总线进行控制，使用三线连接。其中SCCB_E为串口允许／禁止信号线，SIO_C和SIO_D分别为串口时钟线和数据线。系统中仅对OV9640进行控制而不需要获知其状态，采用DSP的McBSPO端口进行连接，其中HD3用于打开串口，BCLKX0和HDX0分别用于发送时钟信号和控制数据。　　值得注意的是：　　①使用DSP的HPI接口连接OV9640时，为了获得场频、行频和8位视频输出等信号，DSP的HPIENA引脚必须下拉，使得HD［7：0］能配置为通用I／o接口，才能实现对OV9640的启停或工作模式控制。　　②通过修改OV9640的寄存器COMC，将输出大小设定为1280×960或者QQVGA。　　③修改寄存器COMH，将输出格式设定为8位的RGB格式，并设定为Master方式。　　④FREX为连续帧模式的允许／禁止信号，但默认为禁止。应配置DSP的HD4引脚，将其电平拉高，然后再用HD3将EXPSTB引脚置高以实现连续帧的数据输出；将FREX置低即可返回到（单帧）拍摄模式。　　⑤计算数据传输率。该芯片输出并行8位图像信号以及场频、行频同步信号，视频中的l帧图像（160×120）的大小是：　　160×120×8=153600位/帧　　如果以nRF24L01最大的发送速度2Mbps计算，则每秒可发送　　2000000/153600≈13帧　　即本系统能以160×120（@13 fps）的速度传输视频信号。　　⑥输出数据的并一串转换。　　OV9640输出8位并行数据，而nRF24L01为串行接口，因而需要将并行数据串行化。8位并行数据格式为HREF、Bll、G2l、B22、G12……，HREF、G21、R22、G23、R24……。通过编程约定发送端与接收端的时序，可将从HD［2：0］得到的PCLK、HREF和VSYNC信号略去而无须计入无线传输之列。所以串行化时，将每次从D［7：O］读入的8位数据由高位到低位依次按顺序放进SDRAM缓冲中，再传给nRF24LOl发送出去即可。　　2．2 DSP与nRF24L01的接口设计　　2.2.1 设计要点　　DSP使用McBSPl与该芯片直接连接。其中CSN为SPI片选引脚，低电平有效，用DSP的XF引脚与CSN引脚连接；CE为收发模式选择引脚，用HD7进行高低电平控制。其他引脚的连线如图3所示。在编程时需要注意：　　①每次通过SPI向nRF24L01发送指令前，必须使CSN得到一次由高到低的电平跳变，即每次执行指令后，都要将CSN置高才能继续发送下一条指令。　　②nRF24L01的SPI为下降沿锁存数据，故应将McBSPl配置成“有延时的下降沿”。　　③IRQ引脚为低电平有效，每次产生到DSP的中断必须写“l”来清除。　　④若发送端需要接收应答，则应当配置数据通道O来接收应答信号，且接收地址（RX_ADDR_PO）应当与发送地址（TX_ADDR）一致。　　⑤芯片必须经过Standby模式才能进入TX或RX模式，故在TX和RX模式之间切换时应先将CE拉低以进入Standby模式。　　⑥写寄存器的指令只能在Powerdown或Standby模式下执行，故在修改寄存器值前也应当将CE拉低。　　⑦以下的2．2．2和2．2．3均未开启AACK和ART功能。因为系统在连续视频流方式运行时，只要求得到高数据传输率以满足实时性，而并不需要纠错重发。但在拍摄方式下，则应该打开这两项功能，以确保图像数据的完整性。　　2.2.2 ESB发送数据　　①将配置位PRIM_RX置低；　　②保持CSN为低电平，送入接收端的地址（TX_ADDR）和数据（TX_PLD）；　　③将CE置高，开启数据发送；　　④数据发送完毕，产生TX_DS中断；　　⑤CE置低，可进入Standby模式。　　2.2.3 ESB接收数据　　①配置位PRIM_RX置高，CE置高，则130μs后，nRF24L01开始监听空中信号；　　②收到合法的数据包后RX_DR产生中断；　　③状态寄存器中的RX_P_NO记录所接收的数据通道；　　④CE置低可进入Standby模式；　　⑤MCU通过SPI得到数据。　　2.2.4 部分程序示例　　（1）写nRF24L01寄存器　　（2）读nRF24L01寄存器　　（3）初始化nRF24L01（示倒）　　在（1）和（2）中定义了寄存器存取指令，即可用“写”指令对该芯片进行初始化。　　（4）发送数据　　假设在（3）中已经将数据宽度定为32字节，则W_TX_PAYLOAD．macro tx_start_byte 　　（5）接收数据　　同样假设在（3）中已经将数据宽度定为32字节，则R_RX_PAYLOAD．macro rx_start_byte 　　结语　　以DSP为核心的无线通信系统，在硬件上采用了高速低功耗的无线射频芯片nRF24L01、高性能的TMS320VC5402数字信号处理芯片以及多功能的摄像芯片OV9640，使其能够实现强大的视频通信功能，并且在软件层次上优化设计，以缩短等待延迟和降低功耗。本系统的扩展性很强，例如，加装语音编解码芯片即可实现无线音频和视频的同步传输；加装视频压缩芯片可以提高帧速率；同时使用两片（或两片以上）的无线收发芯片能实现全双工，更能提高空中数据传输率；改用高分辨率的摄像芯片即可获得更优质的视频和图像效果等，但也提高了硬件连线和软件设计的难度。　　总之，无线视频和无线图像通信是未来无线领域的重点发展方向。本设计实现了在一定帧速率下的实时QQVGA视频传输，对今后同类系统的设汁有一定的参考价值。

2021-5-28 16:48:40 评论举报周玮